舟曲泥石流成因的思考
關鍵詞:自然景觀,植被綠化,環境綠化,景觀綠化
2010年6月,蘭州大學資源環境學院聯合西南大學組織了“嘉陵江源科學考察”活動,王乃昂院長帶隊科考了嘉陵江相關流域,確認了發源于青藏高原東緣西傾山東端、碌曲縣郎木寺附近的白龍江為嘉陵江正源,并且詳細科考了白龍江沿線。
由于這次舟曲特大泥石流災害就發生在白龍江流域,記者針對災難的成因以及如何防治,專訪了王乃昂院長。
時代周報:作為相關領域研究的權威專家,你怎樣看這次發生在舟曲的特大泥石流災害?
王乃昂:舟曲屬于西秦嶺山區,這一山區是全國四大崩塌、滑坡、泥石流災害多發區之一,也是全國泥石流密度最大的地區。
所以這次舟曲地區發生泥石流災害并不讓人意外,在歷史上,該區就有過多次滑坡、泥石流災害的記錄。如今的舟曲縣城以及武都城就建在以前的泥石流災害頻發區。
該區域的位置決定著它避免不了洪水泥石流災害的威脅,其過去就是同洪水泥石流災害斗爭的歷史,而未來還將永遠地同洪水泥石流災害斗爭下去。
時代周報:你認為,秦嶺山區成為全國泥石流密度最大的地區,其根本原因還在于該區的自然條件。
王乃昂:首先,地貌和特殊地質構造,是導致災害發生的重要原因。
該區在大地構造上屬南秦嶺復合褶皺帶,斷裂構造十分發育(白龍江沿深大斷裂呈“之”形彎曲),新構造活動頻繁。地勢起伏大且坡度較陡、谷坡穩定性差,過半地方坡度大于25度,南部許多地方甚至達到35度-50度。調查發現,谷坡坡度大于30度的溝谷有一半以上發生泥石流,谷坡坡度在20度-30度之間的溝谷亦有三分之一強發生泥石流,可見地面坡度是泥石流的重要成因之一。
這些地區或覆蓋黃土,或分布著板巖、灰巖、頁巖、千枚巖、砂巖等比較軟弱易受風化侵蝕的巖層。地表風化物和松散堆積物深厚,是滑坡、泥石流強烈發育的地質基礎。
舟曲去年第四季度到今年上半年的持續干旱,造成城區周邊巖石解體,部分山體、巖石裂縫暴露在外,使雨水容易進入,導致滑坡。
其次,降水量較大,暴雨頻率和降水強度大。
本區泥石流多為降雨型泥石流,降水是泥石流形成的激發因素和泥石流組成的水分來源。據前人研究資料,降水強度在小流域10分鐘雨量超過10毫米,或30分鐘雨量超過20毫米,就有可能爆發泥石流。該地區年降水量是500毫米到800毫米,經過連續降水或大強度暴雨之后,極易發生滑坡、泥石流。而此次舟曲特大泥石流發生時,降水強度達到97毫米/40分鐘,為泥石流提供了有利的外部條件。
再次,“山大溝深”是舟曲地區主要的地形特征。
山地海拔在1500-3000米之間,是山地垂直坡面中氣候營力作用最強盛地段,而該地區海拔在1173米-4505米之間,大山聳峙、溝谷縱橫,也是泥石流等地質災害爆發的有利因素。其作用主要表現在以下方面:
(1)該帶在山地空間中處于由濕潤、半濕潤氣候向干熱河谷的過渡帶,氣候變幅大,加之人類開發破壞超過回歸補償。所以植被最差,生態環境最脆弱,坡面破壞率高達50%-70%,呈現出草木不生,石骨嶙峋的荒漠景觀。
(2)該帶位處山地縱剖面中的陡緩轉折區,為高位地下水的出露帶。上游地表水下滲多,地下水出露點也相應增加。不僅將巖土層中可溶鹽瀉出,還將松散土體含鹽量沖洗消失,大大降低土體抗堿強度和抗蝕性能。
(3)此帶接受大量前期降水,不便及時排泄蒸發,使土體含有較多水分,致半飽和、飽和狀態。
(4)該帶又為坡面徑流集中區,水流的絕大部分功能消耗于沖蝕溝床。由此引起溝側連續滑坡和崩塌,為泥石流提供物質。
在山地垂直帶中,泥石流源地通常處于特殊部位,包含多項結構面,既是山地氣候界面,又是生態環境差異面。由山地寒溫帶向干熱河谷過渡,生態環境極其脆弱,斜坡重力侵蝕強烈,物質輸移最活躍。
還有,人為活動也是造成本區滑坡、泥石流頻繁發生的重要原因之一。
本區自明朝以來,一直沿襲刀耕火種、毀林開荒、陡坡耕種等掠奪式地利用自然資源,造成生態平衡失調。同時,人類不合理的開采活動,使坡體失穩,誘發滑坡,直接為泥石流補給物質。
最后,汶川地震的影響是重要因素之一。
舟曲縣是汶川地震的重災區之一,地震導致舟曲縣城周邊山體松動、巖層破碎。因地震造成的山體松動等需要3年到5年時間才能消除,但目前距離汶川地震發生僅2年多時間。
時代周報:劫難之后,舟曲應該如何防治泥石流?
王乃昂:舟曲縣片區本就出在泥石流多發地區,因此,對于泥石流災害應該提前做好防治工作。
第一,加固、重建各泥石流溝道、北峪河與白龍江防洪大堤,將堤加高5米-8米,可以抵御百年一遇的洪水泥石流災害。
第二,公共建筑先砌1米-3米高的砂石地基,整體抬高地面。
第三,在泥石流溝道、洪積扇溝床中挖砂、拉砂。
第四,城郊區進行水土保持,保護生態平衡。
第五,泥石流預警預報。