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广西泥石流灾害分布特征和形成机理分析

更新时间:2009-03-28

广西是地质灾害多发省区之一[1],灾种较多,分布的范围较广[2],主要表现为突发性(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、河岸侵蚀等)和渐变性(地裂缝、地面沉降等) 两大类[3]。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷四类突发性地质灾害为广西主要地质灾害类型,1999—2008年广西地质环境监测总站实施的广西县(市)地质灾害调查综合研究结果显示,这四类地质灾害占灾害总数的98%。据调查成果及2009—2016年每年广西地质环境公报数据统计,截至2016年广西泥石流灾害共发生187处(大型1起,中型10起,小型176起),占全区地质灾害总数的1.025%。泥石流灾害发生次数虽然不多,但是由于其具有暴发突然、破坏力大的特点,发生时往往给当地社会和人民群众的生命财产造成巨大损失。

蒙田在《随笔集》的第三卷第九章中曾写道:“我写此书只为少数人,而且不图流传久远。如果此书的题材足以耐久,那就应当使用一种较为稳定的语言。”中世纪前期的法国在语言上是‘雅’与‘俗’的杂烩……凌驾于这些方言之上的是拉丁语[8]。到了文艺复兴时期,作为法兰西民族语的法语也仍处于形成阶段,蒙田及其同时期的作家如龙萨、杜贝莱等人,以法语书写篇章,使法语脱离中世纪的贫乏、停滞不前的状态。到了17世纪,现代法语基本形成,历经几百年,法语也成为世界上最为稳定而严谨的语言之一。正如蒙田所言:“有意义的优秀作品起到稳定语言的作用……”

目前广西对地质灾害的研究较多,但是对广西泥石流灾害时空分布规律的研究很少。笔者通过分析2016年以前广西有关泥石流灾害的资料,统计出泥石流灾害的时空分布特征及形成机理,并撰写此文,以提高民众对泥石流灾害和规律的认识。

1 广西区域概况

广西位于祖国南疆,地处东经104°28′~112°04′,北纬20°54′~26°23′,土地总面积23.76万km2

按基础护理学实验操作项目,安排教师分工负责进行案例资料收集,并根据统一格式的要求和内容编写。初稿完成后,首先由编写人员自行检查,发现问题后立即修改。自行检查结束后,案例编写小组对案例进行审核,案例是否实用、准确、严密,有无代表性,设计的问题能否激发学生学习动机,激励学生进一步探索。然后集体反复讨论、研究、修改和试用,确定最终入库案例。案例素材搜集主要有3个途径:一是查阅相关文献与书籍;二是案例编写者的个人经历(编写者本身就是护理工作者);三是通过实地调查了解,收集相关案例素材。实践表明,较好的教学案例大都是通过实地调研获得的[2]。

1.1 地形地貌及构造特点

广西处在云贵高原至东南沿海丘陵山地的过渡带,以山地、丘陵为主。桂北有南岭山脉,由越城岭、都庞岭、萌渚岭、骑田岭和大庾岭5条主要山岭组成,大体呈EW向分布,一般海拔为1 500 m,最高海拔2 142 m,是长江水系和珠江水系的分水岭;桂东南有云开大山、六万大山山脉;桂西南有十万大山山脉;桂中及桂西北等局部区域为喀斯特山区地貌。全区地势特点为四周高中间低的盆地形态,热带岩溶峰林广布,山地多平原少,丘陵起伏。

广西大地构造位于华南板块的南端,区内构造运动频繁,断裂发育,主要有桂北NNE向断裂带(以三江―融安断裂为代表),以及NE、NEE、NW、EW向等断裂,大部分是活动断裂,并有地震活动。不同的构造单元形成了不同的工程地质岩组结构类型: 桂中至桂西南一带为质地坚硬的碳酸盐岩主要分布区,桂北、桂东北、桂东南、桂南为碎屑泥页岩和火成岩的主要分布区。广西地层自中元古代至第四系均有分布,地层表面几乎都覆盖有残坡积或由坡残积形成的松散层,在泥页岩区坡体上松散层的厚度有3~5 m,在火成岩区坡体上松散层的厚度则达10 m左右[4]。广西地下水类型主要为松散岩类孔隙水、红层裂隙孔隙—裂隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水四大类型。

1.2 植被特点

广西地处南亚热带区域,物种资源丰富,经过几十年的封山育林后,广西的森林(植被)覆盖率不断增长,由建国初期的16.2%到1985年的22%,1994年为34.2%,2004年增加到41.33%,2016年广西森林面积为1 479万hm2,覆盖率已达62.3%[5]。尽管广西的森林覆盖率呈现逐年提高的趋势,但是分布不均匀,2017年统计显示[5],2016年北海市植被覆盖率为36.3%,而梧州市植被覆盖率为75.9%。大面积分布碳酸盐岩的县(市),其森林覆盖率的高低对水源的涵养和水土流失的影响很大。

1.3 气象水文特点

广西为低纬度地区,受地貌差异、太阳辐射、大气环流等的影响,全区气候的区域差异显著:北半部属中亚热带气候,南半部属南亚热带气候;年均气温16℃~23℃,年降雨量1 000~2 800 mm,且时空分布差异大。广西多雨中心有3个,分别位于东兴、昭平和永福附近,其年平均降水量都在1 900 mm以上;另有两个少雨带,分别是以田阳为中心的右江河谷及其上游的田林、隆林、西林一带和以宁明为中心的明江、左江河谷至邕宁一带。每年的5—9月是广西的雨季,降水量占全年的75%。广西河流众多,河网密度为0.144 km/km2,分属珠江、长江、桂南独流入海、百都河(红水河)等四大水系;主要有红水河、郁江、柳江、桂江、贺江、湘江、资江、南流江、钦江等。

1.4 人类工程活动

以广西地级市为统计单位,1947—2016年(调查中也收集到了1999年以前的数据)各地级市泥石流灾害发生的数量和分布密度统计结果见表1。

2 广西泥石流灾害的分布特征

2.1 泥石流灾害的空间分布特征

2.1.1 各地级市泥石流灾害的数量及密度

人类生产和工程活动主要体现在坡地开荒、城镇建设、交通建设、采石采矿等方面。广西城镇化率由40.6%(“十一五”末)提高到47.06%(“十二五”末),高速公路建设也不断加快与完善,广西高速公路里程从2006年的1 545 km,增长到2016年的4 603 km[5],经济建设和社会发展的需要促使其他各类工程活动频繁开展。

 

表 1 广西各市泥石流灾害数量和分布密度统计表

  

地级市名称泥石流灾害/起分布密度/(起 /万 km2)地级市名称泥石流灾害/起分布密度/(起 /万 km2)南宁市 13 5.88 贵港市 4 3.77柳州市 12 6.43 玉林市 18 14.02桂林市 48 17.38 百色市 19 5.25梧州市 33 26.28 贺州市 10 8.5北海市 0 0 河池市 11 3.28防城港市 1 1.62 来宾市 15 11.18钦州市 0 0 崇左市 3 1.73

其次,构造作用使得区域的岩层破碎,在沟道源头及沟道内形成岩土体崩滑物的大量松散堆积,为沟谷泥石流的形成提供了丰富的物源;坡面上较厚的松散物覆盖层为坡面泥石流准备了充足的物源。如发生群发性坡面泥石流的金秀、梧州等地,其坡面松散物覆盖层多为2~5 m,有的地方达10 m之厚。而一些人类工程活动的堆积物(人工采矿堆积的废弃矿渣、大型工程的弃土等)也为泥石流提供了丰富而持续的物源。

2.1.2 形成泥石流灾害的地形地貌特征

广西地貌周高中低,四周多为山地、高原环绕,中间为山地、丘陵、台地、平原交错,山地、丘陵、台地、平原、石山、水域等土地类型俱全。其中海拔800 m以上的中山山地占全区面积23.7%,400~800 m的低山山地占全区面积16.5%,山地特征为山高、坡陡(坡度30°~40°)、切割深;丘陵(海拔200~400 m)约占全区面积10.6%;台地和平原(海拔200 m以下)约占全区面积27.0%;石山地区约占全区面积19.9%。

此次分析泥石流灾害数据没有具体的启止时间,也缺乏监测泥石流形成运动各阶段的特征参数,以及每处泥石流灾害发生的实测雨量数据,如需形成区域内灾害成因理论和对区域泥石流灾害进行监测预警,还需更详细的数据支持和专项的深入研究。

 

表2 泥石流灾害在各种地形地貌上发生的数量和分布密度统计表

  

地形地貌 中山山地 低山山地 丘陵山地 台地平原 喀斯特地貌泥石流灾害/起 84 65 15 6 17面积百分比/% 23.7 16.5 10.6 27 19.9分布密度/(起/万km2) 14.95 17.06 6.12 0.94 3.63

2.1.3 形成泥石流灾害的地质构造特征

经过统计和对比分析发现,广西的泥石流灾害分布与断层的位置密不可分,泥石流灾害大多分布在断层周围,与断层构造展布一样,呈条带状分布(见图1),这表明断层分布对泥石流灾害影响显著,主要原因是断裂带上岩石相对破碎,松散物较多,在强降水作用下坡体上松散物遭受失稳破坏,从而为泥石流的形成提供物源。

  

图1 泥石流灾害和构造分布图

2.1.4 形成泥石流灾害的植被覆盖率特征

文中所指植被覆盖率主要是森林、灌木丛、草地三类覆盖率的总和。从泥石流灾害与植被覆盖率数据分析而知,广西泥石流灾害多发生在植被覆盖率较高的区域,67.4%的泥石流灾害发生在植被覆盖率达50%以上的区域(见表3),主要是因为广西植被覆盖率低的区域多为石山地区,而松散土层较厚的区域其上的植被覆盖率较高,同时松散固体也为泥石流灾害提供了丰富的物源。

2.1.5 形成泥石流灾害的区域降雨特征

[1]李烈荣.中国地质灾害与防治[M].北京:地质出版社,2003.

2.1.6 形成泥石流灾害的人类工程活动特征

人类工程活动对区域内的泥石流灾害有一定影响。据统计,广西在人类生产活动区域(如耕地或荒地区域)发生的泥石流灾害数量有44起,占总数的23.5%;在人类工程活动区域(如建房区域,工程弃土弃碴、尾矿堆积等区域)发生的泥石流灾害数量有18起,占总数的9.6%。

根据广西多年泥石流灾害的时空分布特征分析,可知广西泥石流的爆发与地形地貌、构造、植被覆盖率、降雨、人类工程活动等关系密切。山坡坡度等地形为泥石流形成提供了沟道的基础条件; 构造形成的岩土崩塌及坡面上松散物覆盖层为泥石流提供了物源;强降雨、人类工程活动为泥石流提供了动力条件。因此,泥石流多发生在桂东北、桂东南、桂西南的中山和低山山地区域,时间上多发生在每年的5—7月份,且泥石流灾害引发因素有自然的、有人为的,也有多种因素耦合的。

不合理堆放的工程弃土弃碴、尾矿堆积体等在强降水条件下土石堆积体会快速液化、沉陷、渗透变形导致稳定性降低,从而孕育和提供了形成泥石流的物源。

维生素D缺乏组的热性惊厥患儿血钙含量更低,维生素D参与机体经典的钙磷代谢及维持骨骼稳态,故维生素D缺乏可造成机体钙平衡失调,引起低钙血症。本研究两组之间血钠比较,差异无统计学意义(P>0.05),但是两组病例血钠值均偏低,有文献[13]报道显示,儿童热性惊厥状态下大脑皮质的神经元出现病理性异常放电,进而触发内向电流出现异常,导致离子异常流动,引起钠离子代谢紊乱。另外,患儿颅内的缺氧导致压力感受器迅速激活,进一步激活下丘脑-垂体轴,大量分泌抗利尿激素、脑利钠肽等生物活性物质,肾小球重吸收能力增强,大量回收尿液水分并造成低钠[14-15]。

2.2 泥石流灾害发生的时间分布特征

由于缺乏泥石流发生的具体起止时间和观测数据,笔者主要依据泥石流发生后现场调查访问的情况,将泥石流发生的时间按年际和年内月份进行统计。

 

表3 泥石流灾害和植被覆盖率统计表

  

植被覆盖率/% ≤10 10~30 30~50 50~70 70~90 〉90泥石流灾害数量/起 15 15 31 47 71 8

  

图2 泥石流灾害分布和多年降水等值线图

2.2.1 泥石流灾害发生的年际分布特征

图 3 显示了 1947—2016年各年的泥石流灾害发生数量。由图3可知,1947—1995年泥石流灾害较少,2001—2010年泥石流灾害较多、较集中。这与经济发展有关也与极端的气候和天气有关,国民经济的发展,使修路、建房等人类活动增多、范围扩大,影响和改变了地质环境,容易引发泥石流灾害;而持续的强暴雨天气作用下坡体容易发生失稳破坏而形成泥石流,如2005年和2010年的极端天气,使广西多地发生群发性泥石流灾害。

  

图3 泥石流灾害数量和多年年均降水量年际变化图

2.2.2 泥石流灾害发生的年内月份分布特征

根据多年月均降水量变化及各月份发生泥石流灾害数量进行统计可知,泥石流灾害主要发生在5—7月,占灾害总量的 75.94% 。其中6月份泥石流灾害最多,达到 68 起,超过泥石流灾害总量的1 /3,而 5月和7月份泥石流灾害数量分别占总量的20.32%和19.25%。这与广西降水量季节分配不均有关, 4—9月为雨季,总降水量占全年降水量的70%~85%,强降水天气过程较频繁,因此容易发生泥石流灾害。

3 泥石流灾害形成机理分析

根据上述对广西泥石流暴发与地形地貌、构造、植被覆盖率、降雨关系的分析可知,引发泥石流灾害的主要因素有地形坡度、起伏度,以及断裂构造、人类工程活动、降雨等[6],由此可得知广西区域泥石流的形成机理。

首先,山坡坡度等地形条件为泥石流的暴发提供了形成泥石流沟道的基础条件,沟道坡降为泥石流的发生及运移提供重力势能。广西近八成的泥石流灾害都发生在中山山地和低山山地地形地貌上,山体坡度>30°;坡面泥石流沟道相对高差都在20 m以上,沟谷泥石流沟道相对高差基本上>100 m,有的达500 m以上。

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在广西的14 个地级市中,除北海、钦州外,其他地区均发生过泥石流灾害,其中桂林市、梧州市发生灾害数量最多。从分布密度来看,梧州、桂林、玉林、来宾四市的泥石流灾害较严重,每万平方千米的泥石流灾害数量分别为 26.28、17.38、14.02、11.18起。

第三,强降雨、汇水形成的洪水,沟床高差形成的势能,人类工程活动等为泥石流的发生提供了动力条件。在降雨或地表径流、地下径流的作用下,孔隙压力上升,土体饱和,导致土体的有效内摩擦角降低、抗剪强度丧失[7],由于土体结构被破坏,在重力的作用下则启动并形成为泥石流。

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第四,在一些流域汇水面积大、松散物源丰富的区域容易引发沟谷型泥石流灾害,并呈现一定周期性,且破坏力强,常伴随崩塌、滑坡灾害的发生。如上林县西燕镇江卢村米江庄在2001年、2002年、2004年和2006年都曾发生泥石流,藤县糯垌镇绿云村杉花底在1974年、1988年、1992年、2005年和2006年也都曾发生泥石流。

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第五,陡峻山地上的松散堆积层在区域台风暴雨或持续的局地暴雨激发下逐渐饱水软化,与其下部隔水的坚硬基岩表面形成渗流滑移带而引发坡面型泥石流,其表现为规模小但多点成群成带出现[8]。如2006年6月8日凌晨,梧州市区普降暴雨,降雨量达到305.3 mm,引发崩塌、滑坡、泥石流等灾害2 000多处,造成13人死亡,28人受伤,受灾人数总计46.5万,直接经济损失6.5亿元;2010年6月2日,广西容县与岑溪县接壤地区突降暴雨,降雨量大于300 mm,暴发滑坡泥石流数百处,导致43人死亡。

4 结 语

由于耕地和荒地(特别是陡坡上的耕地和荒地)地面植被少或无,在暴雨作用下,地面坡度越陡地表径流的流速越快,汇水面积越大汇集的地表径流量也越多,这对土壤的冲刷侵蚀力就越强,由此而为泥石流的产生提供了充分的固体碎屑物质来源。

因此,如果专利权人拥有某个产品专利,但经他同意而将构成该产品的某个部件(即“专门用于制造专利商品的零部件或设备”)投入市场,由第三方将该部件组装成产品,这种情形下,也不适用权利用尽理论,而可能适用默示许可理论。

从泥石流灾害在各种地形地貌上发生的数量和分布密度可知,广西79.68%的泥石流灾害都发生在中山山地和低山山地地形地貌上(见表2)。

[参考文献]

经过统计对比分析相关资料可以发现,区域内的泥石流灾害的发生与区域降雨作用有关系,但并不与广西的三个多雨中心(永福、昭平、东兴)相对应(见图2),而是与雨的强度关系密切,如2005年6月18―23日,广西出现了一次大范围的持续性大暴雨天气过程,此次暴雨中心在桂北、桂中一带,致使金秀瑶族自治县境内出现群发性坡面泥石流灾害;2010年5月31日晚间至6月2日,广西遭遇强降雨天气,多地出现有记录以来的最大降雨量,导致梧州、玉林等地发生山体滑坡、泥石流等灾害。有的泥石流灾害发生时,降水量不大,但其前期累积降水量较大。

以本段为例,第二句是叙述,列举了有些学生临近高考的不良表现;第三至第六句是分析,设想了这样做的恶劣后果。整段文字先叙后议,叙是议的基础,议是叙的深化。这种论证思路是议论文段落中最为实用的,既使“议”有所依据,又使“叙”点到为止,确保行文以分析为主。

[2]王举平.广西主要突发性地质灾害及其防治对策[J].南方国土资源,2003(10).

[3]梁春梅,何启仕.加强地质灾害知识普及和预测预报工作的作用——以广西为例[J].中国地质灾害与防治学报,2004,15(z1).

[4]黎遗业.广西地质灾害的成因分析及防治对策[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2008,10(1).

[5]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2017.

5) 可靠性技术研究。研究多余度结构的磁通切换电动机,提出切实可行的余度结构方案;研发模块化、集成化的控制器,优化软、硬件结构,提高系统抗干扰能力和可靠性。

[6]刘传正.论地质灾害防治的科学理念[J].水文地质工程地质,2013,40(6).

连旱天数和森林火险等级呈正相关,连旱天数增加,可燃物可燃性增加,对应的火险等级升高。反之,可燃物可燃性降低,对应的火险等级降低[6]。在祁连山东端青海云杉林中,连旱天数小于7d,一般不易引发森林火灾,连旱天数大于32d,则较容易引发森林火灾。

[7]戚国庆,黄润秋.泥石流成因机理的非饱和土力学理论研究[J].中国地质灾害与防治学报,2003,14(3).

[8]刘传正.中国崩塌滑坡泥石流灾害成因类型[J].地质论评,2014,60(4).

 
杨向敏,全湘兰
《南方国土资源》 2018年第04期
《南方国土资源》2018年第04期文献

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