泥石流灾害特征及防护对策

何文斌

（宽城满族自治县交通运输局，河北 承德 067000）

泥石流的活动和危害几乎遍及全球各山区，尤其在北回归线到北纬50°之间的山区显得更为活跃[1]。我国泥石流主要分布于西南、西北、华北山区，青藏高原边缘山区，东北的西部、南部和东部山地以及华东、中南部分山地，台湾、海南岛等山地也有泥石流分布[2]。

1 泥石流的活动特征

泥石流是发生在山区的，由于暴雨、暴雪、融雪、冰川融水等作用而形成的一种由泥沙、石块等松散碎屑物质和水构成的特殊流体。泥石流含有大量泥沙、石块和巨粒，属于固液两相流体。泥石流的活动特征主要有：分布广泛、流速快、流量大；突发性强、预测预报难度大；来势猛、成灾快、破坏性强；季节性强、活动频繁；地域性明显、易发性强；暴发越来越频繁、危害越来越严重、重复成灾。泥石流灾害类型主要有常发型、突发型、群发型、同发型等。

2 泥石流的形成条件

泥石流形成需要具备以下三个条件。

一是有松散物质来源。

松散物质是泥石流的重要组成部分，是泥石流固液两相中的固相。其主要来源为：a）地形构造复杂、岩层疏松软弱、岩体破碎、节理发育好、风化强烈、滑坡崩塌发育完好的地区，这种地区松散堆积物多，为泥石流的形成提供了物质基础；b）人类活动所造成的植被覆盖率降低而产生的水土流失，以及工程建设所产生的弃渣，这些为泥石流的形成提供了人为物质来源。

二是地形地貌条件。

形成泥石流的地形要能够有利于水的径流和松散堆积物的汇集。地形为泥石流的形成和运动提供必要的势能以及势能与动能转化的条件。

泥石流的地貌可分为形成区、流通区和沉积区三部分。泥石流形成区多为三面环山、瓢状或漏斗状地貌，此地貌地形有利于水和碎屑物质集中；流通区的地形具有坡降较大的特征，能够使泥石流急泻而下；堆积区地形一般比较开阔，有利于碎屑物堆积。

三是水源条件。

泥石流是一种固液两相体，水作为泥石流的液相物质，是泥石流土石成为液化流体的动力源泉，能够激发潜在泥石流的发生，搬运松散堆积体并与之结合形成危害巨大的液化流体。泥石流的水源来自连续长时间的降水、暴雨暴雪、冰川融雪、河堤溃坝、水库异常泄洪等。

上述三个条件是泥石流形成的内因，在同时具备的情况下，并且没有周围其他环境和人类经济活动的影响时，水和土砂砾在自身重力作用下经过长期的较为稳定的地质作用过程，流动而形成泥石流。泥石流的动力因子是水，而水的存在状态以及在地面形成径流的程度与季节密切相关，因而泥石流有很强的季节性。这一特性与山洪和地震有异曲同工之处。

3 泥石流的防治对策

针对泥石流的综合防治措施很多，根据泥石流的特征，主要有全面综合治理措施、工程防治措施和生物防治措施三大类。

3.1 全面综合治理措施

全面综合防治措施是在泥石流发生的整个流域内采取的防治措施。泥石流的形成因素复杂，成灾速度快，活动频率高，影响范围广，而此区域有大量的居民点、耕地、重要的建筑结构物聚集。这种条件下，对治理泥石流的要求严格、标准高，单纯的工程防护或者生物防护无法满足要求，不足以控制泥石流。对此，采用工程防护与生物防护相结合的方法治理泥石流，在整个流域内修建蓄水、拦挡、固土、排导等结构物结合植树造林的措施以制止泥石流的形成，控制泥石流的危害。

3.2 工程防治措施

对泥石流的工程治理要因势利导、顺其自然、就地论治、因害设防和就地取材，充分发挥泥石流排导、拦挡、稳固防治技术等特殊作用的有效联合。工程措施可分为治水工程、治土工程、排导工程、拦蓄工程和农田工程。

水作为泥石流的重要组成部分，起到激发和搬运介质的作用。在治理泥石流的工程中，治水相当于切断了泥石流形成的动力，具有事半功倍的效果。治水工程主要采取的措施为引水、蓄水、截水，主要目的是减少地表径流，排出流域内的洪水，控制流域水量，降低地表水流洪峰值，控制泥石流形成的动力源泉。该方案主要适用于泥石流的形成是以水动力为主导的流域。

治土工程主要是减缓松散堆积体的形成和控制松散堆积体随水流动的过程。采取的措施主要是修筑谷坊、拦砂坝、挡土墙、护岸和潜坝等拦挡和固床固沟工程。这类工程主要是控制松散堆积体随水流动，拦蓄泥沙，稳定并保护岸坡，以排水工程和植树造林作为辅助，控制松散堆积物的形成，抑制泥石流的形成和减轻其危害。

排导工程是针对泥石流已经形成的情况，对泥石流的形成过程起不到任何作用，主要是保护中下游的流通区和堆积区的居民点、农田以及各种建筑物。采取的方式是在中下游修建排导沟、导流堤、急流槽、明酮渡槽等能够将泥石流排到指定地点的工程措施，或者是在中上游加强防护，修建拦挡工程或者植树造林控制泥石流的流量、频率和规模。排导工程是一种暂时性的保护措施，无法从根本上治理泥石流，适宜于上游设置的工程设施作用不大而下游又需要重点保护的流域。

工程治理措施通常是综合治理的先导工程和局部防治的有效措施，优点是工期短、见效快、效益明显，其缺点是使用寿命短，无法对泥石流流域进行长期的保护，并且失效后遇到泥石流爆发将会造成更为严重的危害。同时，工程治理措施具有建设投资大、费用高的特点，这也制约着它的使用范围。

工程防护措施一般适用于泥石流规模大、活动频率较高、松散物质补给及水动力条件相对集中的泥石流灾害治理，并在保护对象重要，要求防治标准高、见效快，能一次性解决问题的情况下使用。

3.3 生物防治措施

不少泥石流灾害是由于水土流失恶性发展而形成的。乱砍滥伐、毁林开荒、过度放牧以及人类不合理的生产生活活动所致的生态环境破坏是造成水土流失的主要原因。

生物治理措施主要是对全流域采取封山育林及植树造林等措施，因地制宜地建立起水源涵养林、水土保持林、薪炭林、工程防护林、经济林等，扩大流域内乔灌草被，提高森林覆盖率，使生态平衡得到恢复，截滞、拦蓄大量降水，减少地表径流，减少水土流失。它通过植物群落的地上和地下共同作用，达到土蓄水、水养树、树固土的目的，从而逐渐控制泥石流的发生或削减泥石流的规模。从防治效能上看，生物措施可分为防止型、防御型和制止－防御型。

生物治理措施是一种通过现有的或根据实际条件新建的植被保护系统，主要采取的措施有造林、种田、种草等：

a）造林措施 根据当地的自然条件、社会经济条件、植被状况、水土流失现状及泥石流发生发展趋势而采取的造林育林措施，如封山育林、飞播造林、人工造林等，恢复和增加森林覆盖率，达到制止水土流失、消除或削弱泥石流活动的目的；

b）种田措施 在土壤条件良好的地区通过合理利用土地，对农作物的种植方式、耕作条件以及农业结构等进行调整改进，达到既合理利用土地，又减轻水土流失，遏制泥石流发生的目的；

c）种草措施 在土壤贫瘠、环境恶劣、不适宜种田的地区，选取当地草种或对坡地原有植被加强养护的措施对其进行保护，以增加草类覆盖面积，减轻土壤侵蚀，控制冲沟的发生和发展，从而达到防治泥石流的目的。

生物措施与工程措施相比，具有明显的投资省、效益高、风险小、作用持续时间长、使用范围广并且能促进生态平衡、改善自然环境条件的优势。虽然生物工程具有周期长、见效缓慢和管护工作繁琐等缺点，但是从长远以及宏观意义上讲，用生物工程防治泥石流可以达到治本的目的。

在治理前期应以工程措施为主，可以在短期内治理泥石流，降低泥石流的危害，加固边坡，为植被的生长提供条件；治理后期应以生物措施为主，植被的根系作用能够稳定边坡，减少水土流失，工程措施的作用时间也可以得到延长。因此，只有生物措施和工程措施相结合，才能既迅速又长期地控制泥石流，达到根治泥石流的目的。

4 结语

泥石流是一种在山区发生较频繁且危害非常严重的地质灾害，其发生规律不易掌握，预测预报难度很大。随着我国近几年泥石流灾害发生的不断增多，对泥石流的研究工作也越来越多，虽然取得了一些成果，但对泥石流的防治工作和研究工作都还需要继续开展并深入。

[1]姚德基，商向朝.七十年代的国外泥石流研究[C]//第一届全国泥石流学术会议.泥石流论文集.重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1981：142-148.

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[3]吴积善，田连权，康志成，等.泥石流及其防治[M].北京：科学出版社，1995.

[4]王继康，黄荣鉴，丁秀燕.泥石流防治工程技术[M].北京：中国铁道出版社，1996.

[5]谢洪，钟敦伦，李泳，等.长江上游泥石流灾害的特征[J].长江流域资源与环境，2004，13（1）：94-99.

[6]游勇，欧国强，唐邦兴，等.黄龙景区红岩关沟的泥石流及防治[J].灾害学，2004，19（3）：39-43.

[7]吴积善，田连权，康志成，等.泥石流及其综合治理[M].北京：科学出版社，1993.

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