简述山洪泥石流与各种水土流失形式之间的关系

    李海燕

    目前随着经济的发展和社会的进步,对于环境保护越来越受到重视,因此,为了实现绿水青山就是金山银山的目标,我们不但要保护环境,更要保持水土,有效地防止水土流失,本文分析研究了山洪与泥石流发生的情况,并进一步分析了山洪和泥石流与各种水土流失形式之间的关系。

    1、山洪情况的发生

    山洪是地表径流向水文网集中之后形成的。在山洪发生的上游,集中的股流流量较小,但是沟底坡度较大,所以也能形成较大的流速和冲力。但一般上游沟底水分条件较好,一部分常被利用作成沟坝地,即“间沟垫地”,对山洪有一定的抵抗力。在山沟较小时不仅不能造成危害,反而能将山区携带泥沙沉积在衣田之中,逐步提高一部分土地的生产力。但是一旦山洪较大时,这些沟坝地首当其冲,常被冲毁。冲毁时,山洪受到一定的阻滞,常以更大的冲力冲毁其下层沟坝地。即所谓“十年修地,一年冲光”在中游,集中的股流较大,而坡度减小不多,所以冲力最大。横沟打坝已不可能,只好留出水路,仅能在两侧顺沟修成“沟条地”。但山洪较大时也常被冲毁山洪的下游进入山地河川,其坡度较,但流量很大。由于曲流的结果,不停地冲淘两岸。而两岸正是山区农田精华之所在,一旦遇有较大山洪,就使这些农田水冲沙压,受到严重威胁。如遇有平坦开旷的沟口,砂砾就会大量堆积,形成冲积扇(或冲积锥,在土石山区则称砂砾圆锥)。

    2、泥石流情况的发生

    泥石流是含有大量固体物质的洪流。它是受重力和流水冲力的综合作用而形成的。泥石流是水土流失为害最严重的形式,也是全流域内水土流失发展进入严重阶段的标志。其特点是固体径流处于超饱和状态的急流。根据固体径流物质不同,可分为两类

    (1)石洪情况的发生。石洪发生在土石山区,是固体径流超饱和状态的急流。在水土流失严重地区,当有充分前期降雨又遇暴雨时(或由大量融雪水所引起)。土体充分为前期降水所饱和,地表径流迅速大量集中,将促成崩塌侵蚀的发生,形成大量的松散土砂块石。同时被径流携带向沟道集中,加上原来沟道中积聚的大量松散固体物质,于是集中的地表径流和大量的土石砾混在一起急流直下(固体物质含量>40%,容重>1.6t/m),就形成了石洪。和山洪不同,在石洪中已经不是水流冲动的土沙石块,而是水和土沙石块组成一个整体流动。分选作用不明显,从而在其停止时土沙石块的沉积本上按原有结构大小间杂存在。就地表径流的冲力而言,其极限只能达到饱和状态。但是石洪之所以会达到超饱和状态,其原因是发生的部位坡度较陡,一部分固体物质处于重力移动状态。就石洪整个发生过程看,其上游以重力作用的比重较大,而越向下游逐渐变为以流水的冲力为主,到下游则最后变成山洪。石洪的特点一是突然发生,最前方形成一定高度的水头(常称为龙头),并且具有惊人的破坏力。二是流动过程中具有明显的脉动性,运动的速度时缓时快。当石洪以较快的速度前进时,常常依靠其惯性,脱离开原有的流路直线前进(流速般3~6m/s)。当其运动速度较缓时,一部分体积较大的又常堆积在流路中,形成地全,高达1.0~6.0m。当其流至下游变成山洪时,由于坡度突然变缓,沉积的时间短,来不及分选。因此在出口开阔处常积成大小块石混在一起,具有特殊形式的混合锥。有的叫洪积扇。石洪发生的规模大小不同,如规模较小,具有明显的发生区和沉积区,而流过区甚短,且并无明显的地全时,称为维型石洪。凡是流过区内有明显的地垒,并且数目较多时,称之为典型石洪。

    石洪在我国辽宁省西部山区叫山啸;河北承德地区叫山洪暴发;燕山山区叫龍拔;太行山区叫鼓水光或出港子;江南部分山区叫起蛟;川滇山区叫走龙或走蛟。

    (2)泥流情况的发生。泥流是我国黄土地区或其他具有深厚土状母质地区的泥石流形式。当径流中含有大量细碎泥沙时,虽然仍是按一般流体的运动规律由高向低流动。但以其比重大(有时达到1.6或更大),促使其所具有的动能(即破坏力)远大于山洪。流体的表面显著不平,已失去一般流体的特点。在表层常能浮托、顶运一些大块的土块以及其他比重较大的固体物质,称此类泥石流为泥流。泥流在流动过程中,也具有明显的水头,停止时也形成地垒,但不如石洪明显。泥石流破坏力惊人,常造成毁灭性灾害。这是全流域水土流失严重所造成的后果。它并不是不可抗拒的自然灾害。泥石流常是突然发生的,但仍是可以预见和防治的。

    3、山洪和泥石流与各种水土流失形式之间的关系

    由上可见,我国水土流失形式不仅多种多样,而且各有特点,但在各种形式之间有着密切不可分割的联系。虽然将各种水土流失形式分别加以说明,但在实际水土流失过程中,各种水土流失形式常同时发生。垂直侵蚀、土壤水分的流失和结构的破坏及面蚀常在大面积坡面上发生,而沟蚀则仅在狭带状土地中发展。沟蚀的形成常是由细沟状面蚀进步发展而成。面蚀和沟蚀又为崩塌创造了条件,崩塌的后果又促进了面蚀和沟蚀的发展。泥石流的形成是全流域水土流失严重的集中表现。一旦泥石流发生后,却又促使全流域范围内各种水土流失形式的进一步发展。因此,为了做好水土保持工作,首先应该明确各种水土流失形式。但必须充分注意到各种水土流失形式之间的相互关系。在相互影响、相互制约的动态中研究水士流失,然后才能因地制宜,因害设防做好水土保持工作。很明显,垂直侵蚀、土壤水分的流失和土壤结构的破坏、面蚀及山洪等形式一般是经常发生的,其危害也是逐渐进展的。但崩塌和泥石流是突然发生的,其危害也是毁灭性。一方面,水土保持工作不应仅限于防治经常性的水土流失,还必须注意到暴发性的水的水土流失。而在另一方面,在防止暴发性的水土流失时,除采用必要的应急措施外,还必须充分运用防治经常性的水土流失的综合措施。只有如此,才能根除暴发性的水土流失。

    (作者单位:134300吉林省白山市水土保持试验站)

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