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1、山洪及其防治措施王德维 081501513摘要：本文系统地分析了我国山洪的活动规律及其时空分布特征，山洪的分类及其形成条件；山洪灾害的表现形式及影响，提出了科学合理的山洪治理措施，并论述了山洪治理对山区社会经济发展及环境保护的意义。关键字：山洪 活动规律 分类 形成条件 防治措施 我国是一个多山国家，山区面积约占国土面积的2/3，全国2100多个县级行政区中有1500多个位于山丘区，约7400万人不同程度地受到山洪及其诱发的的泥石流、滑坡灾害威胁。我国山洪发生的频次、强度、规模及造成的经济损失、人员伤害等方面均居世界前列。据统计，1950-1990年，我国因山洪导致农田年均受灾面积近300万h
2、m2，年均倒塌房屋80万间，死亡15.2万人，占同期洪涝灾害死亡人数的67%；19902000年我国因山洪导致农田年均受灾面积为540万hm2，年均倒塌房屋110万间，死亡2.5万人，占同期洪涝灾害死亡人数的65%。所以，研究我国山洪及其防治措施具有非常重要的现实意义。1山洪的定义 山洪是指发生在山区溪沟中的快速、强大的地表径流现象。山洪发生在山区，但不同于山区河流的洪水，而是特指发生在山区小流域的溪沟或周期性流水的荒溪中，流速快，历时短，暴涨暴落，冲刷力与破坏力强，往往携带大量泥沙的地表径流。引发山洪的流域面积一般小于50km2，历时几个小时，很少能达到一天以上。发生山洪的溪沟处于山区，可以
3、分为上有集水区、中游流通区、下游沉淀区三个组成部分。山洪含沙量较大，其容重可达13kN/m3，但小于泥石流的含沙量。随着山洪中挟带泥石流的增加，其性质也将发生变化。山洪和泥石流在其运动的过程中相互转化，但二者的运动机理不同，在研究方法上存在较大差异。对山洪一般可用水力学方法进行研究，而对泥石流单纯用水力学方法就难以解决。2我国山洪的活动规律及其特性2.1我国山洪的活动规律在影响山洪的众多因素中，暴雨是决定因素。山洪同暴雨两者的时空分布关系密切。每年6-9月为雨季，是我国大部分地区暴雨频发时间。山洪灾害也大多出现在这一时期，尤以7-8月为最多。暴雨同地形的一定组合会有利于山洪的形成。只要具备陡峻
4、的地形，有一定强度的暴雨出现，就可能发生山洪并造成灾害。在同一地区，山的迎风面由于地形的抬升作用，暴雨发生的频率高，强度大，更易发生山洪。我国山洪具有重发性，在同一流域，甚至同一年都可能发生多次山洪；具有夜发性，暴雨山洪常在夜间发生。2.2我国山洪的特性（1）季节性汛期4-9月，特别是主汛期6-8月，是山洪灾害多发期。在同一流域，甚至同一年内有可能发生多次山洪灾害，所以具有季节性强、频率高的特征。 （2）突发性山丘区小流域因流域面积和沟道调蓄能力小，沟道坡降大，流程短，洪水持续时间较短，但水位涨幅大、洪峰流量高。降雨产流迅速，一般只有数小时，激发山洪的暴雨具有突发性，导致山洪灾害的突发性，山洪
5、暴发历时很短，成灾非常迅速。 （3）毁灭性山洪发生与前期降水和暴雨强度，特别是与10min或1h的强暴雨有着十分密切的关系。突降大暴雨常常诱发山洪灾害，山洪具有很大的瞬间流量，流速大、冲刷强、含沙量高、破坏力大、危害重，其破坏形式主要有冲刷、溃决、撞击、淤埋、淹没。因山洪都发生在陡峻的山区，一次山洪总量不大，造成大面积灾害的可能性较小，但山洪对沟岸的建筑物具有毁灭性的破坏作用。山洪灾害往往对水利、交通、电力、通信等基础设施造成毁灭性的破坏。山洪淤埋的农田，几年甚至十几年都难以恢复。山洪灾害对本来不太发达的山区经济无疑是雪上加霜。（4）群发性溪流源头或沟谷两侧具有较高的临空面，经常出现崩塌。复杂
6、的地质结构、大量地表松散固体物质是加剧山洪灾害的重要因素。在暴雨中心范围内，前期崩塌形成的松散堆积物，在暴雨作用下各支沟同时形成山洪。 （5）易发性由于山区经济发展相对落后，预警预报设施不完善，不能及时采取有效措施减少洪灾损失。加之对山洪灾害的规律性研究不够，没有定量判别标准，以往的山洪灾害防御预案操作性不强，山洪灾害预见性差，防御难度较大。 3我国山洪灾害的时空分布我国山洪的分布很广，在多暴雨的山区、丘陵和高原都有山洪的发生，只是破坏力大小则因地因时差异很大。因此，山洪的分布一般比泥石流的分布更大。我国山洪地域性分布广泛，全国三分之二的山丘区都有发生，其中以西南山区、西北山区、华南山区、华北
7、土石山区最为强烈。我国山洪的时空分布与暴雨的时空分布一致。每年春夏之交我国华南地区暴雨开始增多，山洪发生的几率随之增大，受其影响的珠江流域在5-6月的雨季易发生山洪；随着雨季的延迟，西江流域在6月中旬之7月中旬易发生山洪；6-7月主雨带北移，受其影响的长江流域易发生山洪；湘赣地区在4月中旬即可能发生山洪；5-7月湖南境内的沅、资、澧流域易发生山洪；靖江和乌江流域在68月发生山洪；四川省汉江流域为7-10月发生；7-8月在西北、华北地区易发生山洪此外由于受台风天气系统的影响，沿海一带在6-9月的雨季也可能发生山洪。4山洪的分类4.1山洪按其成因分类（1）暴雨山洪：在强烈暴雨作用下，雨水迅速由坡面
8、向沟谷汇集，形成强大的暴雨山洪冲出山谷。（2）冰雪山洪：由于迅速融雪或冰川迅速融化而成的雪水直接形成洪水向下游倾泻形成的山洪。（3）溃雪山洪：拦洪、蓄水设施或天然坝体突然溃坝，所蓄水体破坝而出形成山洪。以上山洪的成因可能单独作用，也可能几种成因联合作用。在这三类山洪中，以暴雨山洪在我国分布最广，爆发频率最高，危害也最严重。4.2 山洪按其流体密度分类（1）一般山洪：流体的密度小于1.1t/m3。（2）高含沙山洪：流体的密度1.11.3t/m3。（3）稀性泥石流：流体的密度1.31.8t/m3。（4）稠性泥石流：流体的密度大于1.8t/m3。5山洪的形成条件山洪是一种地表径流水文现象，它同水文学
9、相邻的地质学、地貌学、气候学、土壤学及植物学等密切相关。但山洪形成中最主要和最活跃的因素，仍是水文因素。山洪的形成条件可以分为自然因素和人为因素。5.1自然因素5.1.1水源条件水体既是山洪泥石流的组成部分，又是激发因素，主要来自降雨。 降雨激发山洪的现象，一是前期降雨和一次连续降雨共同作用。二是前期降雨和最大一小时降雨量起主导激发作用。山顶土体含水量饱和，土体下面的岩层裂隙中的压力水体的压力剧增。当遇暴雨，能量迅速累积；致使原有土体平衡破坏，土体和岩层裂隙中的压力水体冲破表面覆盖层，瞬间从山体中上部倾泻而下，造成山洪和泥石流。 暖湿气流遇山体阻挡，产生暖湿气流上升运动，在山顶和迎风坡形成冷暖
10、锋面产生雷暴雨。由于山体的中上部伸入云层，地面还是十分闷热，山雨欲来风满楼时，山体的中上部早已处于两层之中。所以往往地面降雨不久，山洪就暴发了。5.1.2下垫面条件（1）地形条件一般形成山洪泥石流的地形特征是中高山区，相对高差大，河谷坡度陡峻。表层为植皮覆盖有较厚的土体，土体下面为中深断裂及其派生级断裂切割的破碎岩石层。 （2）地质及土壤条件地质条件对山洪的影响主要表现在两个方面：一是为山洪提供固体物质，二是影响流域的产流与汇流。 山洪灾害易发地区的地形往往山高、坡陡、谷深，切割深度大，侵蚀沟谷发育，其地质大部分是渗透强度不大的土壤，如泥质岩、板页岩发育而成的抗蚀性较弱的土壤，遇水易软化、易崩
11、解，极有利于强降雨后地表径流迅速汇集，一遇到较强的地表径流冲击时，从而形成山洪灾害。 （3）森林覆盖条件大范围树林、毛竹覆盖，汛期当暖湿空气携带大量水气，达到林区上空，与林区温度偏低，相对湿度偏大的冷空气交锋，易造成大的局部降水，从而诱发山洪灾害。 5.2人类活动因素 随着经济建设的发展，人类活动越来越多地向山区拓展，对自然环境的影响越来越大。如果人类活动不当，则增加形成山洪的松散固体物质，减弱流域的水文效应，促进山洪的形成，增大山洪流量，是山洪的活动性增强，规模增大，危害加重。（1）森林不合理的采伐，导致山坡荒芜，山体裸露，加剧了水土流失；烧山开荒，陡坡耕种同样会使植被遭到破坏而导致环境恶化
12、。缺乏森林植被的地区在暴雨作用下，山洪极易形成。（2）山区采矿弃渣，将松散固体物质堆积与坡面和沟道中。在缺乏防护措施情况下，一遇到暴雨，不仅会促进山洪的形成，而且会导致山洪规模的增大。（3）陡坡垦殖扩大耕地面积，破坏山坡植被；改沟造田侵占沟道，压缩和流断面，致使排洪不畅，增大了山洪规模和扩大了危害范围。（4）山区土建设施中，忽视环境保护及山坡的稳定性，造成山坡失稳，引起滑坡与崩塌；施工弃土不当，堵塞排洪径流，降低排洪能力。（5）山丘地区过度开发土地，或者陡坡开荒，或工程建设对山体造成破坏，改变地形、地貌、破坏天然植被，乱砍滥伐森林，失去水源涵养作用，均易发生山洪。 6山洪灾害的表现形式及影响山
13、洪对其活动区（包括集流区、流通区、堆积区）内的生态环境、城镇、居民点、工业、农业、交通、水利设施、通信、旅游、资源和人民生命财产等均会造成直接破坏和伤害。同时山洪携带的大量泥沙会堵塞干流，给干流上下游地区造成危害。由于山洪的规模、性质、地形条件和受害对象不同，山洪的危害也表现为多种形式，主要有以下几种：（1）淤埋 在流域中下游地区，即山洪活动的平缓地带，山洪流速降低。山洪所携带的大量泥沙沉积，淤埋各种目标。山洪规模大，上游地势陡峻，阻塞越严重，对中下游淤埋就越严重。（2）冲刷 在山洪的集流区和流通区内，大量坡面土体和沟床泥沙被带走，使山坡土层被冲刷减薄甚至剥光，成为难以利用的荒坡；由于河床两侧
14、被冲刷，会带走两岸岸坡崩塌，使沿岸交通、水利等工程设施遭到破坏。（3）撞击 快速运动的山洪，特别是当其中含有较大石块时，具有很大的冲击动能，能撞毁桥梁、堤坝、房屋、车辆等各种与之遭遇的固定设施和活动目标。（4）堵塞 山洪汇入干流，携带的大量泥沙沉积堵塞河道，抬高干流上游水位，使上游沿岸遭受淹没灾害。一旦堵塞的泥沙发生溃坝，又将重新形成大规模的山洪，对下游造成危害。（5）漫流改道 当沟床坡度减缓，大量泥沙会淤积下来，使沟床抬高，造成山洪的漫流改道，冲毁或淹没下游各种设施。（6）磨蚀 山洪中含有大量泥沙，在运动中各种保护目标及其防治工程造成严重的磨蚀。（7）弯道超高与爬高 山洪具有很大的流动速度，
15、因而直进性很强。山洪在弯道处流动或遇阻塞时，超高或爬高能力很强。有时甚至能爬脊越岸，淤埋各种目标。（8）挤压主河道 山洪带来的大量泥沙使洪积扇不断扩大，形成滩地，并将主河道（干流）逼向对岸，是对岸遭受严重冲刷，造成岸坡失稳，并且由于流路改变，使沿岸各种设施遭受危害。7山洪的治理措施山洪防治的目标是：确保人员安全，确保水库大坝安全，确保重要城镇安全，确保重要交通干道和通信干线的安全，最大限度地减轻灾害损失，实现人与自然和谐相处。在研究山洪灾害分布、成因及特点的基础上，划分重点防治区和一般防治区，以小流域为单元，因地制宜地制定防治措施。7.1工程措施及适用对象 目前主要的工程措施有排洪道、谷坊、防护堤、丁坝、水库、田间工程和植树种草等。对受山洪及其诱发的泥石流、滑坡严重威胁的城镇、大型工矿企业或重要基础设施，通过经济技术比较，要采取必要的工程措施，以保障重要防护对象的安全。（1）山洪沟治理 对严重威胁村镇、县城、大型工矿企业、重要基础设施、大面积农田的山洪沟采取工程措施治理。山洪沟治理措施主要有护岸及堤防工程、沟道疏浚工程、排洪渠等。（2）泥石流沟治理 对保护对象重要、危害严重的泥石流沟采取工程治理措施。泥石流沟治理措施主要包括排导工程、拦挡工程、沟道治理工程和蓄水工程等。（3）滑坡治理 根据滑坡危险性分类对威胁到集镇、大型工
