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对两类自然灾害:滑坡与水土流失综合治理问题的研究
作者:童广勤  时间:2007/11/25 12:08:00  来源:论文天下论文网

摘要:本文从系统认识论出发,以吊钟坝滑坡群水土保持综合治理研究为论证点,认为在一特定地质环境条件下,滑坡的形成与水土流失产生是同一系统中的相关事件。两者应结合治理。

关键词:系统

 

 

The research about slide slope and water-soil synthesize father to two kinds naturalness calamity

Abstract This paper depart from the epistemology of system, with the research of DiaoZhongBa slide slopes water and soil retain synthesize father as demonstrate point, and draw the conclusion that under the especially Geo-condition , the form of slide slope and the produce of water and soil loss is mutuality event inside a systemThe two must be combine father

Key words  systemslide slopewater and soil lossDiaoZhongBa slide slopesassociate point

Tong Guang-qin

Chang Jiang Water Resource Committee Three Gorges Reconnaissance Aeme

 

1序言

    近年来,由于前期森林的大面积砍伐,土壤间持水能力大为下降。在具有一定坡度的边坡地段,由于地表植被的极度缺乏,自然地表对大气降雨基本无甚阻挠作用,地表径流的形成与汇集,对边坡表层土壤、养分的流失及边坡自然空间几何形态的改造,是促使边坡稳态转化而产生地质隐患的主导因素之一。同时由于地质隐患灾害的潜伏性,即外界改造动力的持续性或间歇性,边坡对动力改造的相斥性与积累作用使得边坡地表的次生再造与动力作用施与期不连续,使得人们认为两者是不相关的。同时受社会的、经济的某些因素影响,从而力促人们忽略两者的关联性与严重性。

就全球而言,地震、火山和崩滑、泥石流以

 

及水土流失等地表改造作用,是自然灾害中的主要作用。诸如暴雨和特大洪水等,除了它们自身所造成的水灾之外,还伴有两岸岸坡的崩滑、泥石流或大面积水土流失[1]。所以从某种意义上讲,边坡的崩滑与水土流失现象经常是相伴而生的。

    对于经常相伴而生的两类自然灾害,由于其表观上的不相关性,造成人们缺乏对其形成机制和治理系统性的更深层次认识,以至限制了人们对其灾害性的消弱与改造活动。

    本文拟以系统论的观点,对在一特定地质环境条件下,滑坡与水土流失产生的相关性和防治的系统性进行一些初步的探索性研究,并以吊钟坝滑坡群水土综合治理研究为例来论证本文观点以期引起学术界各位同仁的注意。

2滑坡形成与水土流失产生的相互关联论

2.1水对滑坡稳定性的影响

    众多的理论研究与工程实践表明,水是控制边坡稳态之一也是最主要的因素。据对长江三峡工程库区已勘察滑坡进行的研究发现,水对处于临界稳态边坡的稳定系数影响值达0.4~0.6之多[2]

    水对边坡稳态的控制作用,主要表现为:其一,地表径流对边坡空间几何形态的改造。大气降雨在边坡上的第一次分配是入渗,第二次分配主要表现为形成地表径流。地表径流的自然排泄,是其所携能量以最利便的方式、最大的限度进行释放,以符合能量最低的自然法则。所以说地表径流的排泄过程是从水能释放而不是从边坡稳定角度出发。在地表径流排泄的过程中,径流与边坡表层土壤的相互作用,使得边坡空间几何形态的水能改造有利于水能释放而非边坡稳定。吊钟坝滑坡群水土综合治理区边坡介质渗透性一般,但其降雨在时空上分布极不均匀(主要集中在78月份,约占全年降雨的36.4%),极易形成地表径流。边坡总体坡度在14°左右,但前缘较陡,同时由于坡体植被覆盖率极低,约为1%,临近钟坝河滑坡前缘覆盖率几乎为零。地表径流对边坡形态的改造主要表现为覆盖层变薄(土体流失);其次为依托自然水系排泄,对边坡局部切割,形成的多层次坍滑体。从地质上分析,本区已形成4个大小不一的变形体系群。

    值得注意的是,由于边坡前缘为钟坝河,洪水期间,钟坝河流水对坡体前缘不断冲刷、掏切作用,坡体前缘物质大量流失,形成高陡临空面,将进一步降低边坡现有的稳定性。

其二,地下水对边坡的荷载作用。由于大气降雨或周边环境水量的持续补给,可能使得边坡介质中地下水位骤然上升,水压力p=γh)此时对边坡的作用表现为减轻边坡介质自重和加大促使边坡不稳的下滑力。对于下滑区段较大的边坡而言,后者的不利影响往往远大于前者。如若边坡前后缘高差值较大且介质渗透较好,其产生的动水压


      吊钟坝滑坡群地质略图

Pid(=Aoinsinβi)对边坡稳定极为不利。吊钟坝区各处均有泉水出露,特别是大降雨期后,泉眼出水充足,从而说明覆盖层介质易饱水,形成对边坡稳定不利的高水位静水压力。

 吊钟坝综合治理区不同工况边坡稳定计算

面号

           

滑面(饱水100%)几何要素

饱水

0

饱水

80

饱水

100

前缘高程

m

后缘高程

m

66

1.43

0.998

089

3600525

4790000

11

1.16

0.848

077

3960057

4639065

55

1.35

0.958

086

3740658

4309588

水对边坡稳定性影响,由此可见一斑。

    其三,地表水的入渗对边坡主导滑面的软化作用。在长江三峡工程库区,由于受沉积环境先决条件的控制与诱导,在土、石边坡中多夹泥化软弱层,其物质成份多为高岭土、粉质粘土或粘土。边坡中节理面与构造面的存在,导致地表水入渗边坡介质乃至到达软弱层面,引起其物质的软化或泥化而造成滑面并形成滑坡,这一重要结论已被众多研究证实。

2.2水土流失的主载体-水

    目前,人类与环境的关系日趋恶化。生态危机的严峻现实,使人类清醒地认识到,经济的增长与保护生态环境同等重要,水土的枯荣,关系到一地的兴衰[3]。水土流失防治已成为当今世界环境治理的主题。

    在水土流失的过程中,水是土体流失的主载体,没有水也就没有水土流失。因而水土保持就是治水保土。影响本区水土流失的几个主要因素如下:

2.2.1降雨因素

    据有关研究资料表明:所有的气候因子,都以不同的形式,给予水土流失以不同程度的影响。总体而言,气候因子对水土流失的影响分为两类:①直接影响。降雨对土壤的破坏作用,暴风骤雨常常是造成水土流失的直接动力。如1982年,本区发生特大型降雨,雨强、雨量均为区内水文历史记载所罕见,其对区内土壤造成极大的破坏,所造成的表层土壤流失量虽没有资料记载,但据区内居民回忆,“一场大雨一层土,农田表层土壤严重流失。②间接影响。主要指降雨、温度、湿度、日照等对植被生长发育、岩体风化作用与强度、成土过程和土壤性质的影响。

    水文资料显示,研究区降雨在时空序列上分布不均匀。降雨主要分布在78月份。降雨量的高度集中,形成了明显的干、湿季节,雨季时土壤经常处于湿润状态,为暴流侵蚀创造了条件,加剧了多雨季节水土流失量。

2.2.2重力侵蚀

    重力侵蚀是受侵蚀物质在重力作用下,沿坡面方向发生的块体移动。块体的孕育、发生和停止除受重力作用外,还受地势反差、坡面土层、土体含水量和水文条件的诱导和抑制。重力侵蚀与水力侵蚀呈现相互促进的复杂而紧密的关系。

    钟坝河流水对区内坡体前缘的不断冲刷、掏蚀,坡体前缘物质被洪水带走,在坡体前缘形成临空面。临空面后的土体介质在其内摩擦力和凝聚力以及其上生长的自然植被的固持作用不足以维系平衡时,在重力作用下,土壤及其母质发生移动,造成水土流[4]

2.2.3坡面径流排泄的紊乱性

    水是土体流失的主载体,没有水也就没有水土流失。坡面径流的深度与坡度决定着坡面径流的运动规律,许多侵蚀都与水力侵蚀呈现相互促进的复杂而紧密的关系。

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[本文关键字] 自然灾害 滑坡 水土流失 综合治理
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