解密泥石流
(2017-10-08 07:20:28)
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地理中国于胜春于毅科学教育杂谈 |
解密泥石流
主持人:于胜春
解
各位好!欢迎收看我们今天的《地理·中国》节目,我是胜春。
我们国家是一个多山的国家,资料显示,这个山地的面积总共占去了我们国家陆地面积的三分之二。群山当中不仅仅风光无限,而且还蕴藏着丰富的矿产资源。可以说,高耸挺拔的大山不仅仅养育着万物生灵,同时也滋养着我们人类。然而,大山并不总是那么静默平和的,在特定的情况之下,大山有的时候也会呈现出它的另一面。
四川省绵竹市的清平乡是个风景秀丽、气候宜人的小山乡。这里群山掩映、绿水环绕,因为盛产银杏,所以有着“中国银杏沟”的美称。
怡人的景色带动了当地旅游业的发展,每年都有大量游客来清平度假观光。
然而天有不测风云,2008年5月12日发生的汶川大地震,使清平乡受灾严重。地震过后,清平乡积极开展灾后重建。大部分群众陆续搬进了新居,可是谁也没有想到,又一场灾害正悄悄地向清平乡逼近。
2010年8月12日下午,清平乡的上空下起了瓢泼大雨。
起初人们对这场雨并不在意,然而伴随着电闪雷鸣,山谷里传来的异响让人们感到了一丝不安。
【四川省绵竹市清平乡人大主席:刘如松】
雨一下,有掉石头的声音,高处朝低处掉的声音。
【当地居民】
叮咚叮咚垮一下午,就好像垮山。
哗哗地一直从下午的三点多垮到晚上的六点多至七点。
天黑以后,雨越下越大,到了晚上九点多钟,大雨依然没有停止的迹象。值班的乡干部刘如松感觉情况不妙,他果断地采取了措施。
【四川省绵竹市清平乡人大主席:刘如松】
那个时候我们就顾不得那么多了,就把机关干部马上叫起来,在值班的干部全部叫上,分成两个组就用警车拉响警报,通知全乡组织转移。
在转移的同时,我们感觉更大的灾害就要出现,主要是河道的水突然中断;第二就是山上的雨下得越来越大。
就在这时,一阵闷雷般的巨响从山谷里传来,响声由远及近,人们的心也随之紧紧地揪了起来。
8月13日凌晨1点30分左右,5400多名群众刚刚转移到安全地带。随着一道闪电划过,人们被身后发生的一幕惊呆了。
【四川省绵竹市清平乡人大主席:刘如松】
凭闪电看到一片泥石流,大面积轮廓逐步在上升。
【当地居民】
我们马上跑出来,你听我说的路上这么大的柴,石头全部顺着公路跑。
光看到泥石流一丈多高的那样子,一丈多高。
不期而至的灾害对清平乡造成了巨大破坏,泥石流所经之处房屋被冲毁、道路被淹没,人们的家园面目全非。
据专家测算,8.13清平泥石流的堆积方量达到了600多万立方米,相当于2010年8月8日甘肃舟曲泥石流的3倍,其规模之大,历史上十分罕见。
由于当地政府反应及时、措施到位,在灾害到来之前,全乡5400多名群众几乎全部安全转移,从而避免了重大人员伤亡。即便如此,这场突然暴发的泥石流还是给人们敲响了一记警钟。
为了有效预防类似灾害再次发生,人们迫切地想要找到8.13特大泥石流形成的原因,并有针对性地进行相关的治理和防御。于是,当地政府和地质部门对8.13特大泥石流的形成原因展开了仔细调查。
2011年1月,《地理·中国》摄制组跟随地质专家来到清平,专家将为我们层层揭开8.13清平特大泥石流的成因之谜。
据专家介绍,泥石流是一种自然地质现象。因为威胁到了人们的生命财产安全,所以也是一种破坏力极强的地质灾害,而这种地质灾害为山区所特有。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
这个泥石流的发生它都是在山区,都是顺着这个山沟或者峡谷下来的。
范晓,四川省地矿局区域地质调查队总工程师。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
有泥石流的物质,有水的作用,再加上适合泥石流运动的地形,有这种落差,它就会更容易发生泥石流。
范晓说,在一定的地形条件下,大量水体浸透了山坡或沟床中的松散固体堆积物质,使它们的稳定性降低,饱含水分的松散固体物质在自身重力作用下发生运动就形成了泥石流。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
水里面裹挟了很多泥沙和石块,一般水的比重就是1。但是,当它裹挟了大量的泥沙、石块变成泥石流以后,它的比重也大大增加了。一般的话,泥石流的比重就会大于1.3,高的话可以达到2.5。
范晓说,因为泥石流物质容量大,所以常常被人们比喻成滚动的搅拌机,具有极强的破坏力。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
因为它的比重很大,所以它的浮力也很大。它就可以携带很多巨大的石块,一般的水它是不可能把它搬走的,但是泥石流是可以的,可以重达几百吨甚至几千吨的巨石,它都可以搬走。
8.13清平泥石流发生之初没有留下影像资料,不过,一个多月后,在2010年9月18日这天,清平乡的文家沟又发生了一次泥石流,参与灾后治理工程的工作人员用DV记录下了这次泥石流到来的情景。
【灾后治理工程工作人员】
来了来了,好大一堆啊!
这次泥石流形成的堆积方量约为30万立方米,尽管规模不算大。但是从画面中,我们还是能够感受到泥石流到来时排山倒海的气势和无坚不摧的巨大威力。
尽管泥石流的形成原理并不复杂,但是8.13特大泥石流的发生还是让人们感到困惑,清平乡历史上从未发生过如此巨大的泥石流。那么,8.13这场灾难为什么会突如其来呢?
清平乡位于四川省绵竹市西北部,地处龙门山中段。境内山峦起伏、沟谷纵横。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
这个地方主要是龙门山区了,刚好是处在一个大的地形变化的一个地带。就是说往东边去的话就是四川盆地,包括成都平原,它是地形很平缓的,海拔相对是比较低的,海拔一般也就是几百米。然后到了这个地方以后,它这个地形突然变化升起来,成为一个高山峡谷这样一个地貌的景象。
绵延高耸的龙门山脉阻碍了自东向西的暖湿气流,使整个四川盆地降雨丰沛,从而孕育了天府之国。由于清平乡地处龙门山腹地,位于四川盆地向青藏高原过渡的斜坡地带。这里的年降雨量在1500毫米以上,并且集中在夏季,容易形成暴雨。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
它东边来的水汽遇到西边的高山受到阻挡,所以在这个地方很容易形成降雨。所以整体来说降雨是比较丰沛的,而且它主要是集中在每年的雨季,主要是六月份到九月份。
气象部门提供的数据显示,2010年8月12日下午至13日凌晨发生在清平的强降雨,雨量高达227毫米。可以确定,它是导致8.13特大泥石流发生的直接因素。
然而,范晓手头的资料显示,在1995年8月15日,绵竹市境内曾出现过日降雨量高达496.5毫米的罕见记录,但如此之大的降雨也并未酿成像8.13这样的巨大地质灾害。那么,除了强降雨之外,导致8.13清平特大泥石流的因素还有哪些呢?
地质专家范晓告诉我们,清平乡一带的地势陡峭。这里的地形符合泥石流所需要的条件。另外,清平乡每到夏季雨量非常丰沛并且十分集中,一下就是多日的暴雨,这符合泥石流所需要的另外一个条件。但是仅有这两个条件还不够,泥石流的形成还必须要有足量的松散的土石来源。
8.13清平泥石流形成的土石堆积方量达到了600多万立方米。那么,如此巨量的沙土和石块此前隐藏在什么地方?它们当初又是怎么形成的呢?
在跟随专家考察的过程中,记者发现范晓对清平乡的一条山沟给予了极大关注,这条山沟叫文家沟。
范晓告诉我们,8.13特大泥石流发生时,清平乡周围及汉旺至清平公路沿线的数十条山沟几乎同时暴发了泥石流,其中以文家沟规模最大,仅从这一条山沟里冲出来的土石方量就达到了450万立方米。文家沟里怎么会蕴藏如此巨量的泥沙和石块?它们是从哪里来的呢?跟随范晓,我们驱车进入文家沟一探究竟。
越野车一路颠簸顺沟而上,范晓告诉我们,原来的路已经被泥石流掩埋,现在的这条路是工程人员在巨厚无比的泥石流堆积体上挖出来的。
来到沟顶,范晓十分感慨。三年前,他曾经来文家沟做过旅游项目的考察,而今故地重游,可是文家沟已经不再是三年前他看到的那个文家沟了。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
改变非常大,以前这个地方它应该是一个比较深的山谷。这里的植被覆盖率很高,而且这个地方有很大的银杏树,是当地很重要的景观。因为到这个地方来度假、休闲的人也比较多,当地老乡办了很多农家乐,应该说也是一种山清水秀的情况。
通过范晓的描述,我们不难想象从前的文家沟是何等秀美。然而,今天的文家沟已经成为荒山野岭,巨量的沙石堆积物几乎填平了整条山沟。站在沟顶向上望去,原本遥不可及的高大山峰都变成了一个个小小的山丘。
范晓说,我们脚下的巨大沙石堆积物就是8.13文家沟泥石流的物质来源。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
泥石流可以分成几个区,一个叫物源区、一个叫流通区,还有一个叫堆积区。这块可以说是物源区,就是它的这些堆积物实际上都给泥石流的形成提供了一个物源。
暴雨把泥沙与碎屑物质裹挟在一起往下运动的时候,经过的区域我们叫流通区;再往下,它堆积在沟口形成了堆积扇,它就是泥石流的堆积区。所以,我们现在站的这个地方主要是一个物源区。
山沟里厚厚的松散堆积物给8.13特大泥石流的发生提供了物质基础。那么,如此巨量的松散堆积物从何而来?又是一种什么样的力量使文家沟的面貌发生了翻天覆地的改变呢?范晓说,这是清平乡特殊的地理位置所致,因为清平乡就坐落在著名的龙门山断裂带上。
在一亿年前开始的喜马拉雅造山运动中,印度洋板块向北运动俯冲到亚欧板块下,造成了青藏高原的隆起,从而诞生了喜马拉雅山脉。与此同时,在青藏高原的边缘也形成了许多地质断裂带,其中最有代表性的就是位于青藏高原与四川盆地之间的龙门山断裂带。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
青藏高原在抬升的过程当中,高原的周边实际上就是一些很大的断裂。高原的这一侧,它整个地块是往上抬升的。在它的外侧,像成都平原、四川盆地它是相对下降的。一升一降,它都是沿着这个断裂在运动的,龙门山刚好就处在这个边缘附近。
龙门山断裂带由三条大断裂构成,它们分别是龙门山后山大断裂、龙门山主中央大断裂和龙门山主山前边界大断裂。
产生巨大破裂错动的龙门山主中央大断裂以及龙门山主山前边界大断裂分别从清平乡走马岭沟以及汉旺附近通过。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
这个地方的地壳运动是很活跃的。由于它实际上也是一个地震活动非常频繁的,因为地震它实际上就是断裂的活动、断裂的错动,它释放出能量,所以就产生这个地震。
2008年5月12日,龙门山断裂带的地质构造运动引发了震惊世界的汶川大地震,受强震影响,清平乡的文家沟发生了特大灾变。地震发生时,文家沟上游大约4450万立方米的石灰岩岩体发生破裂,从海拔1780米至2340米的山顶顺着岩层层面高速下滑,形成了巨大的山体滑坡。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
在这个移动的过程当中,它这个滑坡体就完全给分解了,分解形成碎屑。高速的碎屑流下来以后,它越过了这里一个小的山岗,这是两条支沟,但是滑坡体是从上面下来的,高速的碎屑流越过这个山岗撞击在这个山坡面以后,顺着这个沟它有一个转向,就顺着文家沟往下走,主要大量的堆积物是堆积在文家沟的沟里面的。
范晓说,这次山体滑坡的运动距离长达4.2公里,是世界上罕见的大型高能量高速远程碎屑流滑坡。据测算,堆积在文家沟里的碎屑流物质总量达到8000万立方米,最大厚度约为150米。
如果把这些滑坡堆积物筑成1米宽1米高的长堤,可以绕地球赤道两圈,而如此巨量的滑坡堆积物就为8.13清平泥石流提供了充足的物质来源。
通过考察,8.13清平特大泥石流暴发的原因终于浮出了水面。范晓告诉我们,从本质上来说,这次泥石流灾害是汶川大地震的次生灾害。
首先,龙门山断裂带的地质构造运动引发了汶川大地震。地震发生时,清平乡境内大量山体发生崩塌和滑坡,在山谷里形成了大量松散堆积物,而这些松散堆积物为泥石流的发生埋下了隐患。
2010年8月12日下午至13日凌晨发生的强降雨对清平乡境内多条山沟里的松散堆积物进行冲刷和侵蚀,从而造成了特大泥石流灾害。
通过地质专家的讲解不难看出,8.13清平泥石流的发生与当初的大地震有着直接的关系。清平乡境内大大小小的山沟有几十条。在5.12地震当中,山体崩塌、滑坡所形成的这些松散的堆积物在这些山沟里还有很多,特别是文家沟。
地质考察表明,8.13特大泥石流搬运出来的松散堆积物仅仅是一小部分。大量的滑坡碎屑物质依然堆积在沟谷里,如果条件适合的话,灾害还有可能发生。为此,科研人员和当地的政府在进行灾后重建的同时,积极地投入到了泥石流的防御工作当中。
通过考察,地质专家找到了8.13清平特大泥石流暴发的原因,这就为清平乡如何开展灾后重建以及怎样预防此类灾害再次发生提供了明确思路。
【四川省绵竹市清平乡人大主席:刘如松】
从中央到地方以及省都给我们拨了资金,目前正在搞治理。一个就是泥石流治理,把泥石流治理住;第二就是河道治理,叫引排的方法把泥石流治住,不能危害到群众。第二个办法就是我们已经在受威胁的区域在组织搬迁,避免造成伤亡。
然而,在制订泥石流治理方案的时候,地质专家和工程技术人员遇到了来自于文家沟的巨大挑战。
8.13清平泥石流发生时,文家沟里的泥石流是从巨大滑坡碎屑堆积体的前端发动,搬运出去的土石方量高达450万立方米,但是和8000万立方米的滑坡碎屑体总量比起来,这个数字微不足道。
泥石流的治理原本就是一项探索性很强的课题,文家沟里的巨量松散堆积物该如何治理更是给工程技术人员和各路专家出了一个难题。经过反复讨论,专家们根据泥石流发生时不同阶段的特点最终确定了分段治理的方案。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
一个是拦挡,就是在沟里筑一些不同形式的坝。
范晓告诉我们,在物源区进行拦挡固源意义非常重大。因为泥石流在启动之初速度并不太快,在沟的上段依托地势修建多条拦挡坝不仅可以过滤石块、稳固物源,还能减小泥石流启动时的能量,抑制泥石流的进一步发展。
然而,文家沟里巨量的松散堆积物仅靠拦挡显然是不够的。因此,专家们决定在沟的中段采取固底护坡的措施。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
就是减少泥石流运动的时候,或者洪水往下运动的时候,对这个沟床两边和沟底的冲刷,因为这种冲刷会把沟两边的很多松散物质也给带下去,使泥石流的情况加剧。
而在沟的下段则是修建稳固的排导槽,对泥石流进行人工引导。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
通过排导槽把泥石流引导到确定的停淤区停积下来,以免它出来以后威胁到居民点及相关的建筑,通过这种方法来减小它的危害。
目前,清平乡的泥石流治理工程和灾后重建工作已经全面展开。范晓说,科学治理只是防御泥石流的一个方面。在治理的同时,做好泥石流的监测和预警同样十分重要。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
我们可以通过调查知道哪些地方有潜在的危险,它有大量的松散堆积物。另外就是它的发生一定是跟暴雨有关的,我们可以通过天气预报提前做出暴雨的预报或预警,就是说在这个之前就可以做好相应的防范。
在8.13清平特大泥石流发生时,清平乡正是由于建立了群测群防、预报预警的防灾减灾体系才没有造成重大人员伤亡,把灾害带来的损失降到了最低程度。
【四川省绵竹市清平乡人大主席:刘如松】
在5.12以后,我们就做好了地质灾害的预案。每个隐患点就有监测人员到位进行监测,就是落实到人头的。
特别是对群众居住区、公共居住区都是有人员盯住的,一旦遇见险情就要及时组织转移,这个预案我们每年要搞一至两次的演练。
8.13清平泥石流给人们带来了诸多启示,范晓告诉我们,由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展,当人类经济活动违反自然规律时就会引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。
【四川省地矿局区域地质调查队总工程师:范晓】
很多大型的工程,包括以前的森林砍伐、过度的垦殖,它破坏了地表的植被,改变了地表的地形、地貌,使它本来可能就是相对不太稳定的地方加剧了它的不稳定,它更容易产生滑坡、崩塌。地表植被破坏以后更容易产生水土流失,实际上它都给泥石流这类地质灾害的发生提供了一个有利条件。
不能简单地认为人定胜天,人和自然还应该是一个和谐相处的关系。
地质专家告诉我们,通过科学的治理和积极的预防,泥石流的危害会大大地降低。用不了多久,清平乡就能恢复往日的宁静和美丽。
同时专家还告诉我们,爱护环境、保护森林植被,减少乱采乱挖等等破坏生态的行为对预防泥石流的灾害也具有非常重要的意义。所以说爱护自然、保护生态,实际上是为我们人类的生存创造着安全与和谐的环境。
好了,感谢您收看我们今天的《地理·中国》节目!我是胜春,咱们下期节目再见!
制 片 人:阚兆江
编
责任编辑:张黎黎
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总 监 制:金
中国中央电视台
2011.2.25