淺談泥沙的形成與防治
泥沙類(lèi)型劃分也應該有類(lèi)型劃分的原則與指標;根據泥沙災害,無(wú)論是直接災害,還是間接災害,其泥沙都是來(lái)自土壤侵蝕(廣義的土壤侵蝕)。在日常維護管理中,要求河道應具備河底無(wú)嚴重淤積阻塞、通航能力較強、灌溉排水暢通等功能特性。
摘 要:根據泥沙形成原因和性質(zhì),泥沙災害可以分為直接災害和間接災害;滑坡和泥石流為前者;由泥沙引發(fā)的洪水災害為后者。本文論述了泥沙形成的原因與性質(zhì),介紹了泥沙的防治措施,供參考。
關(guān)鍵詞:泥沙;形成應用;災害類(lèi)型;防治措施
隨著(zhù)人口的增加,經(jīng)濟的發(fā)展,環(huán)境的變異,溫室效應等影響,由泥沙為致災因子直接,或間接引發(fā)的災害環(huán)境越來(lái)越為人們重視。正確地認識泥沙與泥沙災害的類(lèi)型及其成因機制,對維持區域經(jīng)濟持續發(fā)展是有十分重要的意義。
1.泥沙形成的原因
水土流失是泥沙的根本來(lái)源,其產(chǎn)生的原因既有自然因素,也有人為因素。
1.1自然因素
主要有地形、降雨、土壤(地面物質(zhì)組成)、植被四個(gè)方面:
1.1.1地形。地面坡度越陡,地表徑流的流速越快,對土壤的沖刷侵蝕力就越強。坡面越長(cháng),匯集地表徑流量越多,沖刷力也越強。
1.1.2降雨。產(chǎn)生水土流失的降雨,一般是強度較大的暴雨,降雨強度超過(guò)土壤入滲強度才會(huì )產(chǎn)生地表(超滲)徑流,造成對地表的沖刷侵蝕。
1.1.3地面物質(zhì)組成。多為質(zhì)地松軟,遇水易蝕,抗蝕力很低的土壤,如黃土、粉沙壤土等是產(chǎn)生水土流失的對象。
1.1.4植被。黃土高原地區植被稀少,降雨直接擊打地面,因而易發(fā)生土壤侵蝕
1.2人為因素
人類(lèi)對土地不合理的利用、破壞了地面植被和穩定的地形,造成嚴重的水土流失,最主要的有兩個(gè)方面:
1.2.1毀林毀草、陡坡開(kāi)荒,破壞了地面植被。
1.2.2開(kāi)礦、修路等基本建設不注意水土保持,破壞了地面植被和穩定的地形,同時(shí),將廢土棄石隨意向河溝傾倒,形成新的泥沙來(lái)源。
2.泥沙的性質(zhì)
泥沙是不同等級顆粒碎屑物的總稱(chēng)。泥沙作為一種物質(zhì),同其他任何物質(zhì)一樣都有其二重性,既有有利的一面,也有有害的一面,有害的一面為泥沙災害,有利的一面稱(chēng)之為泥沙資源。
2.1泥沙的災害性
由泥沙為致災因子形成的災害命其為泥沙的直接災害;由泥沙誘發(fā)其他載體引發(fā)的災害命其為泥沙的間接災害。前者如因滑坡、泥石流及崩塌形成的泥沙物質(zhì)給人類(lèi)、社會(huì )和環(huán)境造成的危害。我國是一個(gè)多山的國家,2/3為山地,加之人類(lèi)活動(dòng)的影響,因滑坡、泥石流和崩塌形成的泥沙災害相當嚴重;據不完全統計,每年發(fā)生的滑坡數以萬(wàn)計,有泥石流溝一萬(wàn)多條,受到威脅的70多座城市和460多個(gè)縣城。因崩塌、滑坡、泥石流造成近萬(wàn)人死亡,年均200多人。這些還使我國的鐵路、水庫和電站受到嚴重威脅。
泥沙間接災害是指因土壤侵蝕形成的泥沙在河道或水庫年復一年又一年的淤積使河床抬高,泄洪能力降低,由不太大的洪水引發(fā)的漫堤、潰決的災害。因泥沙引起的洪水災害在三門(mén)峽水庫、洞庭湖和太湖等都有不同程度的表現。
2.2泥沙的資源性
農業(yè)上,我國西北地區很早就有引洪漫地的習慣,就是把洪水有計劃地引入農地,讓洪水中的泥沙沉積在農地,既灌地,又改良了土壤,是一舉兩得。當前有很多地方大力推廣應用高含沙洪水引洪漫地,化害為利。在黃河下游引黃灌溉的同時(shí),還起到洗堿壓堿,改造中低產(chǎn)田。長(cháng)江由于中上游的侵蝕產(chǎn)沙塑造了肥沃的長(cháng)江中下游平原和兩湖湖濱平原;在西南地區位于河谷中的鄉鎮,村莊乃至縣城都建于由滑坡、崩塌或泥石流堆積的沖洪積扇上,或河流階地上。這些泥沙堆積地貌區也還是當前的主要基本農地。此外泥沙災害與泥沙資源也是可以相互轉換的,開(kāi)始是災害,事后又轉化為資源,或原來(lái)是資源后來(lái)轉化為災害;如黃土高原上的一些大型黃土、或紅土滑坡堵塞溝道,形成聚湫;開(kāi)始可能造成一些經(jīng)濟損失,但不久形成天然淤地壩,成為旱澇保收的基本農地。
3.泥沙災害類(lèi)型及其特征
3.1泥沙災害的類(lèi)型
泥沙類(lèi)型劃分也應該有類(lèi)型劃分的原則與指標;根據泥沙災害,無(wú)論是直接災害,還是間接災害,其泥沙都是來(lái)自土壤侵蝕(廣義的土壤侵蝕)。土壤侵蝕分類(lèi)的基本原則,國內外多半采用發(fā)生學(xué)原則,以促使土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的營(yíng)力作為分類(lèi)指標。本文泥沙災害分類(lèi)也采用發(fā)生學(xué)原則,用產(chǎn)生侵蝕的營(yíng)力,即流水、重力、風(fēng)力、冰融和人類(lèi)作用為指標。例如黃河中游多沙粗沙區是強烈侵蝕區,但不是泥沙災害區。多沙粗沙區的強烈侵蝕的后果表現是多方面的,一方面是中游的地形支離破碎,生態(tài)環(huán)境日益惡化;另一方面是
蝕泥沙在三門(mén)峽水庫和下游河道堆積,為日后的間接的泥沙災害奠定物質(zhì)基礎。
3.2泥沙災害類(lèi)型的特征
3.2.1災害類(lèi)型的地帶性
泥沙災害的致災因子主要是自然因素,由于自然因素有地帶性和非地帶性的特點(diǎn),所以泥沙災害區域分布表現出地帶性和非地帶性格局,如間接泥沙災害主要發(fā)生在秦嶺以北的半干旱地帶的高含沙河流;此外是長(cháng)江中下游湖濱區。
3.2.2災害類(lèi)型的群發(fā)性
泥沙災害在空間的出現,有時(shí)以單個(gè)類(lèi)型出現,但多數是兩種或兩種以上的類(lèi)型出現;如泥石流常常伴隨滑坡和崩塌。這在西南地區的汛期是經(jīng)常發(fā)生的,有時(shí)滑坡與崩塌也同時(shí)出現,如著(zhù)名長(cháng)江三峽新灘滑坡就是一個(gè)崩塌加載重失穩,多期復活繼承性的推擠型堆積滑坡。越來(lái)越多的資料說(shuō)明,各種自然災害都不是孤立存在的,它們常常在某一時(shí)間或某一地區相對集中出現,形成災害群。
3.2.3災害類(lèi)型的時(shí)段性
泥沙災害是受到地質(zhì)與天體因素的影響,由于這兩者是有活動(dòng)期和穩定期,因而泥沙災害的發(fā)生也有高發(fā)期和穩定期。
3.2.4災害類(lèi)型的轉化性
泥沙災害可以引發(fā)許多環(huán)境和經(jīng)濟問(wèn)題,同時(shí)災害的后果可能產(chǎn)生新的類(lèi)型災害,如黃河的洪水災害可引發(fā)新的泥沙災害,泥沙蓋壓農地,土地沙化,引起新的風(fēng)沙災害;又如泥沙入庫,不僅庫容迅速淤廢,而且在水庫末端泥沙淤積“翹尾巴”,使上游淹沒(méi),影響到當地環(huán)境和工農業(yè)生產(chǎn);又如滑坡、崩塌和泥石流可使良田被毀,溪流堵塞,形成天然攔河壩,河流回水成為新的水毀。
4.防治泥沙危害的措施
泥沙危害主要發(fā)生在多沙河流的中下游地區,河流中的泥沙主要是上游地區的水土流失所致。因此,在上游地區防止水土流失是防止泥沙危害的根本性措施。另外,在中下游地區采取合適的水庫運用方式,也是減少泥沙危害的有效措施。
4.1工程措施
4.1.1實(shí)施河段河道全面清淤工程
有些入?诩昂拥浪蛴捎陂L(cháng)期污染且出現水流緩慢等現象,導致其在日常運行中積累了大量淤泥,為防止河流入?诘牡啄嘁蛩骰亓鞯茸饔枚鹌饎(dòng)、泛起造成與凈水交流出現水體變質(zhì)、泛臭等問(wèn)題出現,需要對河道進(jìn)行必要一次性清淤工作。應結合河道的實(shí)際情況,對主河道和支涌實(shí)施全面的清淤工程,通過(guò)一次性清淤工程,有效提高河段河道的綜合通道能力。但一次性地清除了淤泥措施,只能暫時(shí)提高河段河道的通航能力,要確保河段河道具有長(cháng)期高效通航能力,應從源頭上根除淤泥的來(lái)源,通過(guò)控制污染物排放等技術(shù)措施,尋求建立河段航段長(cháng)期清淤平衡的管理機制。
4.1.2采取定期清淤工程
對于支涌和局部嚴重淤積的河段,采取引其它水源進(jìn)行定期清淤工程,對提高河段河道航運能力非常重要,尤其是支涌匯入口處的定期局部清淤,只要將匯入口處的淤積物定期徹底清除,就可以降低支流沖刷基準面,從而增大支涌的坡降比,便于其通過(guò)自流沖刷來(lái)達到清除淤泥的目的。另外采用u形河底形狀基礎等河道橫斷面結構,可以保持河道主槽中河水具有較大流速,從而有效提高主槽水流挾沙能力,降低河道日常淤積量,有利于增強河道河床和河岸的過(guò)流能力和穩定性,確保河道具有較強通航能力。
4.1.3全力做好河段河道水土保持工作
通過(guò)在流域中植樹(shù)種草,做好河岸兩側的綠化和堤岸維護管理工作,結合河道實(shí)際情況最大限度地降低流水侵蝕程度,減少日常沖刷體泥沙落淤對河道通航能力的影響。
4.2非工程措施
在完成一次性清淤提高航運能力工程目標后,要結合河道的實(shí)際情況和多年運行維護資料制定責任清晰的河道長(cháng)效監管機制,完善河道驗收和運行維護管理體系,做到清管相互結合有效提高河道通航能力。河道維護管理的目標要細化:管理人員責任到位、管理內容明確清晰、管理標準統一嚴格。在日常維護管理中,要求河道應具備河底無(wú)嚴重淤積阻塞、通航能力較強、灌溉排水暢通等功能特性。通過(guò)增加垃圾箱、垃圾回收站等措施,嚴格控制垃圾入河。要加強與環(huán)保部門(mén)的結合,嚴格控制工廠(chǎng)生產(chǎn)廢棄物、工程棄渣棄物等隨意向河道中傾倒的現象發(fā)生。建議河道通航能力聯(lián)合檢查考核小組,對河道通航能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)評估。通過(guò)不定期巡查,嚴肅查處堵塞河道違章建筑物修建,以及工程棄渣棄物、日常生活垃圾、工業(yè)生產(chǎn)廢物等隨意排放行為發(fā)生。通過(guò)建立一系列完善的監管制度,有效減少河道淤
積程度,提高河段河道的綜合通航能力。多沙河流水庫的運用,既要滿(mǎn)足蓄水興利要求,又要控制泥沙淤積,保持水庫長(cháng)期使用。
總之,滑坡、崩塌和泥石流為前者,由泥沙引發(fā)的洪水災害為后者。泥沙既能致災,又能成為寶貴資源。根據泥沙到災和特性,泥沙災害可以人為直接災害和間接災害和間接災害。此外是水沙關(guān)系不協(xié)調。在以上條件的前提下,形成泥沙災害鏈。正確地認識泥沙與泥沙災害,有的放矢的綜合利用泥沙,方可化害為利。
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