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混合侵蚀

/mixed erosion/
条目作者余新晓毕华兴贾国栋
条目作者余新晓

余新晓

毕华兴

毕华兴

贾国栋

贾国栋

最后更新 2022-12-23
浏览 158
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在水流冲力和重力共同作用下形成的特殊侵蚀形式。

英文名称
mixed erosion
所属学科
水利工程

主要表现形式为泥石流和崩岗等。

一种富含泥沙、石块等物质的固液二相流,具有极大的破坏性,具有突发性和灾变性、活动性和周期性、群发性和低频性、猛烈性、夜发性和季节性等特点。

泥石流中水与松散固体物质之间的相互作用,以及由此而产生的作用力与变化,是泥石流形成不同于高含沙水流的本质。泥石流形成和运动的必要条件是与固体物质浓度和坡度有关的重力分布,不同性质泥石流运动的差异条件是流体中液体水相对于固体物质运动的性质所决定的输移力。泥石流的形成是各种自然因素与人为因素共同作用的结果,其形成条件包括基本条件和促发条件。基本条件包括:①具有充足的固体碎屑物质;②具有充足的水源;③具有泥石流沟或泥石流流域的地貌特征。促发条件包括:①崩塌、滑坡、冰崩和雪崩等促使土体突然运动;②暴雨、冰川积雪强烈消融、水库溃决、地下水运动压力增大等使水体和水压力突然增加并强烈推动和冲刷堆积物;③人类活动使坡度变陡、松散土体增高、破坏植被等促使土体发生泥石流运动;④大爆破和地震等促使泥石流体起动,或使水饱和土体发生液化流动。

泥石流是产生于沟谷中或坡地上的饱含大量固体物质(泥、沙、石块和巨砾)的不均质的特殊洪流。按固体物质组成分为泥石流、泥流和水石流。按泥石流的性质分为稀性泥石流、黏性泥石流和过渡性泥石流。按形成泥石流的原因或主导因素分为冰川泥石流和降雨泥石流。泥石流的形态分区包括:①形成区。位于流域的上游,多为高山环抱的漏斗状,是泥石流的发源地、固体物质和水源主要供给地。②流通区。位于流域的中游,多为基岩峡谷地形,是泥石流破山而出的通道。③堆积区。位于流域的下游,泥石流到此摆动频繁,快速漫淤,形成扇形和锥形地貌,是遭受泥石流袭击的主要地区。

包括降雨、地形、地质、人为等方面。①降雨。降雨量越大,提供的地表径流越多,径流冲刷力度越大,越容易发生侵蚀。②地形。包括坡度、坡长等。坡度越大,径流冲刷产生的固体物质越多,加速侵蚀的发生。③地质。包括地质构造、岩性及新构造运动等。主要表现在岩体的节理和裂隙对风化壳发育程度和组成物质稳定性的影响。④人为。砍伐森林、过度放牧、人为开挖坡脚以及人类不合理的经济活动会加速侵蚀。

泥石流最活跃的地区是北回归线至北纬50°之间的山区,其在中国的分布特点为:①沿断裂构造带密集分布;②在地震活动带成群分布;③在软弱岩石和软硬相间岩石区成片集中分布;④沿深切割的高山峡谷区呈带状分布;⑤与暴雨、历时长、高强度降雨分布区域相一致;⑥海拔高度不同,泥石流类型不同;⑦具有非地带性特征。泥石流的危害包括:①冲毁乡村城镇等场所,淹没人畜,破坏农作物、林木及耕地;②埋没铁路、公路,致使交通中断,引起火车、汽车颠覆,造成重大的人身伤亡;③淤塞河道,阻断航运,破坏水利等其他工程设施,造成经济损失。

防治主要原则是:预防为主原则(以避让为主),突出重点;工程为主原则(泥石流防治主要保护城镇、农村、主要建筑物的安全,以拦渣、防洪、排导、停淤工程为主),统筹兼顾;综合治理的原则(沟坡兼治,上下游、左右岸综合治理)。

措施主要为:①防护工程。在泥石流集中的山区,沿溪流修筑护坡、挡墙、顺坝、丁坝等,以抵御或消除泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。②拦挡工程。用格栅坝、拦沙坝等建筑物控制组成泥石流的固体物质和山洪径流,削弱泥石流流量、下泄量和能量,减少泥石流对下游建筑物的冲刷、撞击、淤积等危害。③排导工程。改善泥石流流势,增大泥石流沟道的泄洪能力,主要包括排导槽和渡槽等。④停淤工程:将泥石流拦阻在保护区外,同时减轻泥石流下泻的量,减轻排导工程的压力(包括正向停淤场、侧向停淤场、凹地停淤场)。⑤生物措施。保护现有天然林,建立与防灾减灾相适应的农业生态系统,改良草场,调整牧业结构,改变牧业养殖方式,从林业、农业、牧业3个方面保护山坡坡面,防治泥石流的发生。

山坡剧烈风化的岩体受水力与重力的混合作用,向下崩落的现象。

崩岗的发生和发展是外营力的侵蚀作用大于土体抗蚀力的结果。土壤结构中最松散易蚀的是底层的风化母质层,一旦侵蚀沟切透表层、过渡层进入风化母质层,便会造成沟蚀加剧、基底不稳,导致其上覆盖层的倾斜和倒塌。崩岗侵蚀的发生受多种自然因素和人为因素的影响和制约。自然因素主要有地质、气候、植被、地形、土壤等;人为因素包括陡坡开荒、滥砍乱伐、过度放牧、开矿采矿、劈山建房、开山修路等。自然因素是崩岗发生、发展的潜在条件,人为因素是加剧崩岗发生与发展的重要因素,在具备土层、岩性与气候条件,海拔为50~500米的丘陵区是人类频繁活动的区域,也是崩岗集中发生的区域。

崩岗主要由土墙、崩壁、冲沟、沟头、崩岗口、洪积扇、轴向等要素组成。要素决定形态。崩岗分为瓢状崩岗、条状崩岗、爪状崩岗、箕形崩岗、弧形崩岗、混合型崩岗。崩岗破坏土地资源,威胁国土安全;毁坏基本农田,危及粮食安全;恶化生态环境,威胁生态安全;加剧自然灾害,威胁公共安全。

可采用分段治理措施。在崩岗顶部布设水平沟、排洪沟、防止水流进沟,控制沟头溯源侵蚀;在崩岗中段,修建挡土墙,拦沙坝和谷坊群,提高局部侵蚀基点;崩壁修建成水平阶,植树种草,稳定陡壁;在崩岗下游修建拦沙坝,防止泥沙下泄,危害农田、河道。

  • 辛树帜,蒋德麒.中国水土保持概论.北京:农业出版社,1982.
  • 关君蔚.水土保持原理.北京:中国林业出版社,1996.
  • 吴发启.水土保持学概论.北京:中国农业出版社,2003.
  • 张洪江,程金花.土壤侵蚀原理.3版.北京:科学出版社,2014.

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