书城科普读物大劫难:300年来世界重大自然灾害纪实
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第58章 大滑坡·大崩塌·泥石流(1)

一、山地灾害概说

1983年3月7日下午5点40分,甘肃省东乡族自治县的洒勒山南坡,突然发出一声“轰隆”巨响,亮起一道耀眼的闪光,1700米宽的巨大山体,带着刺耳的呼啸声,迅速向山下滑落,数千万立方米的黄土砂石,以每秒30米的高速度,扑向山脚。顷刻之间,方圆三公里的新庄、若顺、达浪和洒勒四个村庄,全部被埋没。一位青年农民正在地里劳动,山石滑落下来时,他机智地抱住身边的一棵大树,连人带树被推到一公里以外的地方。他虽然受了点轻伤,却幸运地捡回了一条性命。这棵树现在依然存在,当地人们把它称为“救命树”。

这里记述的并不是“神斧劈山”、“石头开花”一类的神话故事,而是当地群众耳闻目睹所记录下来的一个真实场景,一场触目惊心的惨剧。这幕惨剧的制造者,罪恶累累的“案犯”,不是别的,而是一种名叫“滑坡”的自然灾害。

在我国,很久以前就有了“移山湮谷”、“地移掩村”的详细记载。这里的“移山”和“地移”就是滑坡。据史料记载,汉高后吕雉二年(公元前186年),武都(今甘肃省武都县)由于地震引起了滑坡,死亡达760人。这是世界上最早的滑坡记录,比欧洲有文字记录的还要早749年。单单是在甘肃省境内,自公元前186年至公元1981年的2167年间,有文字记载的滑坡就达113次之多。唐朝永昌元年(689年),华州(今陕西省华县)赤水南岸山坡滑动数百米,曾使一个30多户的村庄毁于一旦,赤水河也被滑坡体阻断成湖。明朝嘉靖二十一年(1542年),归州(今湖北省秭归县)新滩北岸,山泉涌出泥潭,山势长裂,居民惊骇逃避,顷刻之间山体崩滑达五里之多,巨石翻滚,压死一百多户居民,新滩附近的江面被巨石堵塞,舟楫不通。

近几十年来,滑坡活动更加频繁,文献中有关滑坡灾害的记载也越来越多,举不胜举。每年台风时期的暴雨,梅雨前期的集中降雨,以及梅雨、霪雨、融雪和某些人为工程活动都要引发大量的滑坡灾害。它们往往破坏道路和桥涵,堵塞河道,造成公路、铁路、河流等重要交通命脉中断,同时引起洪水泛滥,毁坏工厂、矿山,淹没农田、工程设施和居民住地,破坏生态环境,给国民经济建设和人民生命财产带来了严重的损失。

过去,由于社会经济不甚发达,滑坡所造成的危害多局限于偏僻山区的住宅、农田及森林,一般说来,是不会引起人们的重视的。但是,随着社会经济的不断发展,城市化进程的不断加剧,滑坡造成的危害越来越严重。这就意味着,同样规模的滑坡,发生在古代和现代,农村和城市,不发达地区和发达地区,其灾害程度和后果是完全不同的。

滑坡是山区常见的一种地质灾害。但是,在科学技术不发达的古代社会,由于对这种自然灾害的认识十分落后,以致很多地区的人们把滑坡看做“鬼使神差”的“走山”、“地移”,地下深处有妖精在作怪,因此对它产生了恐惧和敬畏的心理,这显然是一种迷信的观念。

经过地质学家长期的研究,滑坡的面貌如今已基本上呈现出来了。在地质学和灾害学上,滑坡指的是一种物理地质现象,是指斜坡上的土体和岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素的影响,在重力的作用下,沿着一定的软弱面和软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的别名叫作“地滑”。斜坡产生滑动之后,形成环状后壁、台阶、垅状前缘等特殊的滑坡地貌,外表看去很像一只倒扣过来的贝壳。

与滑坡比较类似的一种地质灾害是崩塌。在地质学上,滑坡和崩塌有着十分严格的区别。崩塌是指在地势陡峻、地质条件复杂的边坡上,岩块或土体在自重和外力的支配作用下,突然脱离母岩(土)体而急剧地倾倒,呈翻滚、跳跃状破坏。与滑坡相比较,崩塌的人为因素较多,而且常常发生在矿山、桥梁、隧道等工程地点,多表现为骤发性,在数十秒之内就造成了巨大的损失。但是,在有些情况下,滑坡和崩塌是很难区分的,尤其是在现象上难以区分。有些滑坡开始虽然是缓慢地移动,但到了最后阶段滑动速度突然增大,急剧滑落,相当大的一部分滑体离开原来滑面,致使表层土体翻转、碎裂,这种滑坡一般叫做“崩塌性滑坡”。由于这些原因,有些地质学家也把滑坡和崩塌归为一类,统称为“滑塌”。

泥石流也是一种十分常见的地质灾害。泥石流犹如一条潜伏在山区的“恶龙”,转瞬喷发,摧山拉石,顷刻之间毁灭前进道路上的一切。泥石流是山区最为严重的自然灾害之一。在我国的某些地方,泥石流被称作“沙坝”或“滩地”。在古时候,由于缺乏科学知识,一些地方的老百姓把泥石流看做力大无比、不可驯服的“神龙”,是住在深山里的“神仙”显圣,于是出现了诸如“野猪龙”、“母猪龙”、“稀屎龙”、“龙扒”等敬畏、咒骂和神秘的说法。当泥石流发生时,一些人甚至对它作出虔诚的祈祷。

其实,泥石流也不过是一种普通的自然现象,并没有什么神秘可言。经过科学家们的长期研究,蒙在泥石流身上的神秘面纱已经完全被揭开了。泥石流是产生在沟谷中或斜面上的一种饱含大量泥沙、土块和巨砾的特殊山洪,是高浓度的固体和液体混合而成的粘稠浆体。它的运动过程介于滑坡、崩塌和洪水之间,是各种自然因素和人为因素综合作用的结果,并非所谓的“神力”在起作用。世界上本来就不存在所谓的神力。泥石流是介于水流和土石体滑动之间的一种运动现象。泥沙含量很少的泥石流,与一般的山洪差不多,甚至难以区分,而泥沙含量很高的泥石流,又与土石滑坡没有截然的界限,二者也经常同时发生。当固体物质含量低、粘度小时,流体呈现出不规则的紊流状态;当固体含量高、粘性大时,流体近似塑性体,呈现出有规则的层流状态,流动有阵性。泥石流流体很不稳定,流体性质不仅随固体物质性质、补给量与水体补给量的增减而变化,而且在运动过程中,又经常随着时间地点的改变而改变。

滑坡、崩塌、泥石流在地球上的分布范围极其广泛。除南极洲外,其余六大洲都有滑坡、崩塌和泥石流的踪迹。虽然它们不像地震、火山那样明显地成带状、片状分布,但是它们的分布也有一定的规律可循。凡是峡谷山沟、断裂构造带和地震火山多发地区,滑坡、崩塌和泥石流活动就比较频繁。世界上泥石流最活跃的地区,是北回归线至北纬50度之间的地区(如阿尔卑斯——喜马拉雅山系、环太平洋山系、欧亚大陆内部一些褶断山系),其次是拉丁美洲、大洋洲和非洲的某些山区。而澳洲、美洲东部等稳定大陆板块,滑坡、崩塌和泥石流就比较少见。全世界有60多个国家和地区经常受到滑坡、崩塌和泥石流的危害,除中国之外,俄罗斯、美国、日本、奥地利、瑞士、印度尼西亚、意大利、南斯拉夫、新西兰、印度、尼泊尔、巴基斯坦、法国、英国、秘鲁、智利、罗马尼亚和捷克等国,都经常受到这类灾害的威胁。在这些国家中,又以中国、日本、瑞士、秘鲁、哥伦比亚等国最为显着。

我国位居世界最大的大陆和最大的大洋的结合部,地处太平洋板块、印度洋板块和亚欧板块的交汇点,不但位于环太平洋地震带上,而且还地处地中海——喜马拉雅地震带经过的地方,地质构造活动剧烈而频繁。同时,我国的山地和高原的分布十分广泛,约占国土总面积的69.3%,而且地势起伏很大。

由于受岩层断裂和褶皱的影响,导致山体失稳,岩石破碎,地形陡峻,再加上季风气候和丰富的水源条件,使我国成为世界上滑坡、崩塌和泥石流分布最为广泛、危害最为严重的国家之一。在我国境内,不仅黄土高原、天山、祁连山和昆仑山的山前地带有滑坡、崩塌和泥石流出现,秦岭、太行山地区有滑坡、崩塌和泥石流灾害,而且我国西南的横断山区、西藏东南部、滇西、滇东北和川西山区更是滑坡、崩塌、泥石流灾害频繁爆发的典型地区。即使在我国东南沿海地区,每当台风来临,也时有滑坡、崩塌和泥石流灾害发生。我国受滑坡、崩塌和泥石流灾害威胁的县城达100座之多。四川省的滑坡、崩塌和泥石流分布面积约占全省面积的1/4,一半以上的县每年发生滑坡、崩塌和泥石流灾害,每年汛期造成的损失有60%~70%为滑坡、崩塌和泥石流灾害所造成。

滑坡、崩塌和泥石流的发生是受到一系列因素控制和影响的,归结起来,可以分为内因和外因。内在因素包括地质基础——地层岩性、地质构造及其在外界因素作用下所发生的变化;外在因素包括降雨、融雪和地下水的活动,人为工程活动以及地震等激发因素。

斜坡的地层岩性,是发生滑坡、崩塌和泥石流的物质基础。有些斜坡是由坚硬的岩石组成,有的斜坡是由软弱的岩石组成,有的斜坡是由土体组成。由于地层内岩性明显不同,它们的稳定程度就各不相同,发生滑坡、崩塌和泥石流的难易程度也就有所不同。通常人们根据土石在剪切力作用下的破坏变形特征,将它们分为脆性和塑性两种类型。石灰岩、花岗岩和石英岩等致密坚硬的块状岩石,都是脆性的,抗剪强度很大,能经受很大的剪切力而不变形,完全由这些岩石组成的斜坡高陡而稳定,很少发生滑坡、崩塌和泥石流。相反,页岩、泥岩和其他各种地表覆盖层,如粘土、碎石土,多是塑性的,这些土石体的抗剪强度比较小,很容易变形和发生滑坡、崩塌和泥石流。同时,这些地层的岩性都比较软弱,在构造作用、水、风化作用及其他外力作用之下,很容易形成土状或泥状的软弱层,具备了产生滑坡、崩塌和泥石流的基本条件。

一个地区的地质构造环境,对滑坡、崩塌和泥石流的形成有多方面影响:一是断面破碎带为滑坡、崩塌和泥石流提供了物质来源;二是各种地质构造结构面,如层面、断层面、节理面、片理面和地层的不整合面,控制了滑坡、崩塌和泥石流发生的空间位置和周界;三是控制了山体斜坡地下水的分布和运动规律,如含水层的数目、地下水的补给和排泄等,都由地质构造条件所决定;四是斜坡的内部结构,包括不同土石层的相互组合情况,岩石中断层、裂隙的特征及其与斜坡方位的相互关系等,与滑坡、崩塌、泥石流发生的难易程度有着密切的关系。

降雨、融雪和地下水活动是滑坡、崩塌、泥石流发生的最主要外因。从它们的形成过程来看,水的作用主要表现在两个方面。一方面,水对固体物质起着浸润饱和作用。渗透水进入土石孔隙和岩石裂缝,使坡面在水的作用下达到饱和或过饱和状态,物质结构被破坏,摩擦力减小,滑动力加大,从而为滑坡、崩塌和泥石流的产生创造了有利条件。另一方面,水对固体物质起着侧蚀掏挖的作用。在滑坡、崩塌、泥石流发生的地段,湍急的水流从底部侧蚀掏挖固体物质,使边坡坡度变大甚至处于悬空状态,使内部的软弱面暴露出来,这就使滑坡、崩塌和泥石流很容易发生。

滑坡、崩塌和泥石流的水源有暴雨、冰雪融水、水体溃决等。突发性的特大暴雨是形成滑坡、崩塌和泥石流的主要动力条件。暴雨的强度越大,所形成的滑坡、崩塌和泥石流规模也就越大,尤其是在暴雨中心,滑坡、崩塌和泥石流的发生就更为活跃。例如,云南东川的老干沟在1984年5月7日凌晨突降暴雨,近20分钟内降雨量达到40毫米,形成了历史上少见的特大暴雨,导致滑坡、泥石流猛烈,冲毁各种房屋43000多平方米,直接经济损失超过1000万元,死亡人数达121人。

尤其是连续降雨后的暴雨,为滑坡和泥石流的爆发提供了更为有利的条件。由于前期降雨使山坡土体和破碎岩层含水饱和,强度降低,松散储备物质极不稳定,在继发性暴雨径流的强烈冲击下,很容易形成滑坡、崩塌和泥石流。

在高山冰川地区,冰川积雪的消融也能为滑坡、崩塌和泥石流的发育提供大量水源,从而造成大规模的滑坡、崩塌和泥石流灾害。这样的例子在我国和世界各国都是屡见不鲜的。

人为工程活动也是引发山地灾害的重要因素。滑坡、崩塌和泥石流灾害多发于山区。在山区的经济开发过程中,如果人类经济活动不合理,就会导致山区生态系统失衡,地表原有结构遭到破坏,水土流失严重,甚至某些部位产生大面积滑坡、崩塌和泥石流现象。这些不合理的人类经济活动,包括森林的过度砍伐、不合理的开矿以及修建水库、水电工程等活动。

历史时期,地球上到处生长着茂密的森林,郁郁葱葱。但是由于人口的不断膨胀,平原和丘陵地带被开垦殆尽,于是人类把生存的目光投向了山区。长期以来的滥垦乱伐,毁林开荒,致使山坡上的植被横遭破坏,水土流失十分严重,山坡上沟壑纵横,山区生态系统变得十分脆弱。这种现象在发展中国家尤其突出。这种沟壑纵横的地形地貌特征,往往成为滑坡、崩塌和泥石流发育的“温床”。

进入工业社会以后,山区以其丰富的森林、矿产资源吸引了人类的目光。随之而来的是开矿弃渣、筑路弃石等现象日趋严重。随着人类经济活动的不断增加,有时会因兴建土木工程和其他工程施工而引起滑坡、崩塌和泥石流,从而遭受大自然的无情“报复”。例如,修建铁路、公路、桥梁和开矿时,因开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等,使坡面结构发生变化,或者由于开挖活动集中于坡脚,或者由于堆填土不适当增加荷重而增大滑动力,都可使坡面变得不稳定,从而引发滑坡、崩塌和泥石流。据我国铁道部门统计,西北铁路和鹰厦铁路沿线由于人为原因引起的泥石流灾害,约占全线泥石流灾害的1/4;在成昆铁路因泥石流而中断行车的事故中,由于不合理的人为工程活动而产生的占65%。

地震是诱发滑坡、崩塌和泥石流灾害的重要因素之一。地震活动显着地降低了岩层的强度,破坏山体的稳定性,使山体开裂以致发生崩塌和滑坡,同时增加了泥石流固体物质的来源。地震还常使暂时停歇的古滑坡和泥石流沟复活,使衰退的泥石流“返老还童”,重新转为旺盛发展。同时,由于地震产生裂缝和断崖,助长了以后降雨和融雪的渗透,因此地震以后常因融雪、降雨而发生滑坡、崩塌和泥石流灾害,这种情况比地震爆发后的震动所引发的滑坡、崩塌和泥石流灾害还要多。

我国北起贺兰山、六盘山,经甘肃天水——文县一线,直到川西、云南地区,是一个南北向构造地震带,从北到南两千余公里均有泥石流、崩塌和滑坡的发育,我国许多着名的滑坡带、泥石流沟都分布在这个地震带上。

凡是自然灾害均具有一定的突发性,而且难以预知,往往给人类社会造成严重后果。滑坡、崩塌和泥石流灾害虽然没有像地震那样容易造成广泛而强烈的社会影响,使人们“谈震色变”,但是同样可以给人们的生活造成重大破坏。尤其是大型和超大型滑坡、崩塌和泥石流,不仅会给人们带来巨大的生命和财产损失,而且会使人们普遍产生对这一类灾害的恐惧心理。滑坡、崩塌和泥石流灾害虽然并不是在世界上任何国家和地区都会发生,但它们的分布也是极为广泛的。