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[中图分类号]P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-291-1
我国的西南等地山地面积广阔,并且,呈现出西高东低特点。当出现雨天气时,很容易发生大规模的泥石流灾害,对当地的经济发展以及居民的生活造成了严重的危害。本文结合当前国内的泥石流灾害发展现状,探索如何有效地进行防治工作。
1国内泥石流灾害现状
数据显示,国内泥石流灾害多发生在我国西部山区,尤其是在四川境内,发生次数频繁。仅仅四川省就有超过100个县市遭受过泥石流灾害。除此之外,我国的甘肃、广西以及湖南和云南等省市,也经常出现。但是,严重程度不高。近年来,随着我国工业化进程的不断加快,对大自然的过度索取导致此类地质灾害频繁发生。仅仅2008年,就发生了多起大规模的泥石流灾害。全国各地超过2.8万小型水库因泥石流灾害处于一定程度的危险之中。
2国内泥石流防治工作措施
2.1生物措施
泥石流灾害之所以能够频发,一个重要原因就在于西南地区的很多山地都是所谓的“秃山”,甚至个别山地寸草不生,被大量的岩石所覆盖。长期的雨水侵蚀,很多岩石都已经出现风化等问题。当强降雨来临时,很多风化了的岩石直接被暴雨冲刷下来。即使拥有一定植被覆盖率的山地,其植被的根系存水能力也无法满足存水需求。所以,在这一方面,加大山地的植被覆盖率,是有效增强植被根系存水量,缓解排水压力的有效措施。而且,大量的植被覆盖,还可以将山地的表层土壤有效地固定下来,起到重要的水土保持功效。当地政府要大力推行退耕还林政策,禁止当地居民上山放牧或者破坏植被生长。例如:当物源区的海拔超过三千米时,采用封山育林措施。当海拔在一千八到三千米时,在沟道两岸严禁开荒种田,可以种植乔木或者经济林。同时,大量修建排水系统,降低堰塞湖的形成概率,促进当地农业灌溉事业,有效推进当地经济建设发展速度。
2.2工程防治
目前,国内的工程防治工作主要包括:防护、拦挡、跨越以及排导等。其中,防护工程中,主要是对泥石流多发地带内的桥梁、公路以及隧道等建筑进行有效加固,使其增加泥石流的抵御能力。拦阻工程中,主要是增设阻拦坝等,使得下泻洪水的流量分配更加科学,有效避免对下流的泥石流冲刷压力。加强跨越工程,扩大公路过水涵洞,防治泥石流对流经洞桥的堵塞。在泥石流沟道内较大滑坡体物质处采用挡土墙的方式,固定滑坡体松散堆积物。在沟口修建排导槽和防护堤,防治泥石流物质进一步冲刷沟道两岸边坡。
2.3对泥石流防治软件进一步完善
随着现代软件技术的快速发展,泥石流的防治工作已经不仅仅局限在硬件设施上面,软件建设方面亦是取得了显著的发展成果。所以,在对硬件设施进行加强的同时,亦是不能够在软件建设方面有所放松。只有软件设施与硬件设施进行完美配合,才能够实现防治工作的高效完成。
其中,泥石流软件建设工程主要包括:
(1)扩大科普以及法制的宣传力度。泥石流的防治工作,“防”是必要前提,只有防的好,才能有效减轻“治”的工作力度,提升工作效率,降低当地社会的经济损失。而科普与法制宣传力度的不断加强,能够让人们更加了解到泥石流的危害以及成因,并且,当出现泥石流时如何能够有效保护自身的人身与财产安全。
(2)对泥石流防治项目管理体系的有效加强。泥石流的防治工程量大,牵涉的部门较多,在这其中,政府应该发挥好带头作用,合理的聘用专家,学者对于防治工程进行深入细致的前期可行性研究。在科学的基础上,对于整个防治工程进行规划治理,落实好每一批的建设款项。按照既定的方案有计划的一步步开展工作。在项目完工后,还要对于工作报告和工程的财务情况进行审核和验收,对于没有达到要求的,要提出合理的整改意见。整个项目结束后,还要定期对于各项目进行安全检查,发现问题及时的采取补救措施。
2.4监测预警措施
在泥石流物质来源的主要支沟设置雨量计,在雨季,特别是暴雨季节严密监视降雨量值。一旦降雨量较大,立刻预警信息,及时疏散泥石流可能威胁到的人员和财产。另外,在暴雨季节采用人工巡防排查的方法,对泥石流沟道两侧原有滑坡体物质的稳定情况以及下滑后堵塞沟道的情况进行及时的巡视,一旦发现滑坡堵塞沟道或者沟道内流水颜色变黄等危险情况,应及时通知有关部门并采取相应的对策。当灾害发生时,政府部门要保证有关信息的畅通,与抢险部门一道确定抢险救灾方案。灾害发生后,及时的收集有关此次灾害的资料,建立泥石流灾害资料库,进一步提高灾害的预测能力。
3结论
粗放型经济发展模式尽管高速地促进了社会经济发展,但是,也遭到了大自然无情的“报复”。在泥石流多发地区,当地政府和居民为了实现更多的经济效益,对附近的山地进行了肆意的“开发”,而泥石流等自然灾害则是大自然的报复手段。为了更好地实现人与自然的和谐发展,促进社会经济的可持续发展。对泥石流等自然灾害的科学防治工作已经势在必行。本文重点探索如何有效提升泥石流灾害的防治工作,促进当地经济的可持续发展,实现人类社会与自然的和谐共存。
参考文献
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关键词:电力工程灾害现状 发育特征 防治措施
中图分类号:F470.6 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着我国经济建设的快速发展、特别是近几年来电力设施建设规模的不断扩大,地质灾害对电力建设影响产生的矛盾十分突出。在最近的 20 多年时间里,地质环境条的变化,人为山坡削坡切坎,沟道大量堆积弃土,使西北许多山区地质灾害频繁发生,严重制约
了电力工程建设发展。所以,研究西北山区电力工程地质灾害评价现状与防治措施尤为重要。
1 西北山区主要的地质灾害类型及分布特征
1.1 西北山区地质灾害类型
根据《建设工程地质灾害危险性评估技术要求(试行)》,地质灾害破坏形式主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降6种类型,西北山区主要地质灾害表现为崩塌、滑坡和泥石流三种类型。
1.2 地质灾害分布特征
1.2.1 崩塌分布特征
崩塌在西北山区主要表现为黄土崩塌和岩质崩塌两种类型。黄土崩塌多发生在黄土塬边、黄土梁峁两侧且坡角一般大于60°斜坡地带,在大气降雨或震动等外力作用下发生坍塌。岩质崩塌多发生岩体节理裂隙发育的陡峭山体地段。西北山区崩塌一般分布在人为切坡陡坎,交通道路两侧陡峻及岩体构造节理裂隙发育地段。
1.2.2 滑坡分布特征
滑坡是斜坡上不稳定的土体或岩体,在重力作用下,沿一个或多个滑动面整体滑动的现象。在西北山区滑坡主要表现为堆积层滑坡,黄土滑坡次之。其分布主要受地层岩性、地质构造、地形地貌及人类活动等因素影响。
地质构造控制着地貌的形成。强烈隆起、差异升降和人类活动所造成的斜坡和在岩层中形成的不同结构面,使斜坡稳定性差,在降水等因素影响下,极易产生滑坡、崩塌等地质灾害。此外,不同性质的岩土体组合也已产生滑坡危害。
1.2.3 泥石流分布特征
泥石流是指含有大量泥沙、块石、砾石,具有强大破坏力的特殊洪流。按物质组成可分为泥流、水石流和泥石流。泥石流一般爆发突然、历史短、来势凶猛,具有强大的破坏力,使山区危害最严重的灾害之一。
西北山区泥石流多为暴雨—沟谷型泥石流和坡面型泥石流,其分布与暴雨密切相关。按泥石流构成物质划分,以稀性水石流分布面积最大,其次为泥石流 。泥石流除了与地质环境条件有关外,与人类工程活动也有密切的关系。
2 西北山区电力工程地质灾害现状
2.1 山区电力工程存在的地质灾害类型
山区地形大多起伏较大,地貌多为高山、中山和低山,山间多为河谷阶地,地形地貌复杂。在山区建设火力发电厂、变电站(所)和输电线路,往往由于受地形地貌的限制,常常要开挖临近山体边坡,这样就造成高陡边坡,破坏了原有边坡的稳定性,如果不采取适当的或有效的防治措施,在基岩出露山区往往引发岩质崩塌,在残坡积层堆积较厚的斜坡地带容易引发堆积层滑坡,西北山区冲沟发育,拟建、在建和已建的火力发电厂和变电站(所)附近一般都存在冲沟,在暴雨季节容易遭受到泥石流的威胁。
在山区架设输(送)电线路,塔基大多位于山脊、山梁或者山顶部位,主要遭受山脊、山梁或者山顶两侧崩塌、滑坡的威胁,只有在输(送)电线路不能一档跨越的宽阔泥石流沟道内遭受泥石流威胁。
综上所述,山区电力工程存在的地质灾害主要为崩塌、滑坡和泥石流三种类型。崩塌、滑坡和泥石流地质灾害在西北山区有着各自的独自性,又有着密不可分的内在联系,可以单独成灾,又可相互作用,互相转化,并能产生混合作用,崩塌和滑坡体在沟道内大气降雨的条件下形成泥石流,泥石流强烈冲刷坡脚又引发岩土体的崩塌和滑坡,三者往往形成灾害连,给电力工程建设造成巨大的经济损失和人员伤亡。
2.2 山区地质灾害发育特征
根据西北山区地形地貌特征,结合地质灾害发育特征和地质灾害发育影响因素,西北山区地质灾害发育特征主要表现在以下几个方面:
(1)群发性普遍
大量的崩塌和滑坡体为泥石流的发生提供了有力的物质来源,泥石流的发生成为崩塌和
滑坡发生的动力条件,崩塌、滑坡、泥石流三者地质灾害相互牵制,一次雨可覆盖面积达数百或数千平方公里,各种地质灾害片成群发生,在西北山区沟道内发生崩塌、滑坡等地质灾害的同时,也伴随泥石流的相继发生。
(2)季节性明显
西北山区地质灾害大都与大气降水密切相关,其爆发时间往往随季节性雨相伴,
每年5~10月份汛期期间是西北山区崩塌、滑坡、泥石流的易发期和高发期。由于西北山区电力工程所处地理位置不同,地形地貌有所差异,降雨量和降雨时段也有所不同。陕西、甘肃南部山区大多在6~9月份降雨量较大,降雨型式多为单峰降雨,这一段时期是地质灾害多发期,也是高发期;陕西北部、甘肃北部、宁夏、青海山区降雨则多集中在5~9月份,降雨型式多为双峰降雨,其降雨频率和降雨量多于陕西、甘肃南部秦岭山区,但雨量相对较小,这个时期是地质灾害易发期。
(3)突发性强
崩塌、滑坡与泥石流等地质灾害的发生是一个漫长的发展和变化过程,一旦发生,突
发性很强强。譬如滑坡在剧烈瞬间滑动时历时更短,仅数十秒。地质灾害发生的前期变化是比较缓慢的,前期变化作为本身来说,不但是一个能量积累过程,也是一个长期蠕变过程,当灾害体到达极限破坏时,在雨、地震或振动的外力作用下,灾害体就会突然爆发,因而破坏力极强,常常使人们猝不及防。
(4)垂直差异性大
西北山区地质灾害的发生不但在垂直方向上有明显的差异性,在垂向上不同高度地质灾害的发生也有所不同。一般在西北高山、中高山区暴雨频繁,雨量强度大,地形差异明显。该区地质灾害多发生在沟谷上游,受地质外营力强烈,基岩风化较破碎,为水石流的发生提供了物源保证,但该区一般电力工程布置较少,输电线路也从沟谷上部横跨,塔基位于沟谷两侧山脊上,对电力工程损害较轻微,易损性较小,风险性小;中、低山区人类活动频繁,植被破坏严重,坡耕地较多,是坡面泥石流和滑坡的多发地带,也是山区多发地区,对电力工程损害较严重,易损性较大,风险性中等;到低山丘陵区,地形起伏不大,差异变化相对较小,崩塌、滑坡、泥石流的动能和势能均较小,其破坏力较小,灾害不甚发育,对电力工程损害小,易损性小,风险性小。
2.3 山区地质灾害的形成条件和影响因素
西北山区地质灾害的形成是由其所处微地形地貌附近特定的地质环境条件决定的。大面积山地的缓慢抬升形成了地形差异,山间谷地、沟壑纵横造成了形状各异的斜坡地形形态;不同岩土体组合,复杂的断裂构造及持久的外营力作用,使岩土体风化破碎,形成潜在的不稳定边坡,这种地形差异、不同的岩土体组合和潜在的不稳定边坡等为各类地质灾害的形成奠定了基础。
根据统计调查结果,大气降雨在地质灾害引发因素中占46%,人类工程扰动占23%,土体长期蠕变占15%,土体冻融占8%,地震占8%。在诸多因素中,大气降水对崩塌、滑坡等灾害影响最大。大气降水渗入斜坡表层残坡积土体,使土体含水量增大直至饱和,土体自重加大,特别对于弱透水或不透水基岩和第四系覆盖层组成的斜坡,在大暴雨或连阴雨的作用下,可迅速饱和,湿润接触面,减少摩擦力,使土体抗剪强度急剧降低,造成坡体失稳。在膨胀土分布区,大气降水能使土体软化、泥化,使斜坡蠕滑变形;在基岩分布区,大气降水可沿基岩构造、节理裂隙渗入岩体内,在物理作用下裂隙扩张、发展,并湿润层面,在重力作用下,使高陡斜坡地带的岩石发生崩塌、滑坡,造成危害。
据研究统计,西北山区日降水量达到50mm时,一般往往就会发生小规模的泥石流;日降水量达到50~100mm时发生中等规模泥石流的可能性较大;日降水量达到100~200mm时发生高强度、大面积的泥石流灾害的可能性大;日降水量大于200mm时泥石流给带来极大灾害。泥石流灾害的发生,必须具备强大的水动力、丰富的固体物质和地势较陡的地形条件。在陕西南部、甘肃东南部的秦岭山区,当降水量在50~100mm时,诱发泥石流的可能性很小;当降水量在100~200mm之间时,具有爆发泥石流的水动力条件,但要看地形和固体物质条件是否具备而定,当纵坡降大于20%、汇水面积较大、并具有丰富的固体物质时,就可发生泥石流;当降水量大于200mm时,在山区大部分地区可普遍发生泥石流灾害。
总上所述,西北山区地质灾害的形成条件主要由地形地貌、地质构造、岩土体类型等基础地质环境决定的。其主要影响因素是降水,特别是局地性暴雨和连阴雨;其次为近人类工程扰动、土体长期蠕变、土体冻融和地震。近年来,人类活动加剧,对地质环境的影响力度不断加大,人为造成的地质灾害呈上升趋势,已成为不可忽视的问题。
3 西北山区电力工程地质灾害防治措施
3.1 山区崩塌地质灾害防治措施
山区崩塌主要为松动或不稳定的岩土体在暴雨、连阴雨、地震或振动等外力作用下产生岩土体崩落的现象。一般采用主动避让、防护措施和地质体改造措施。在火力发电厂和变电站(所)选址阶段和输(送)电线路选线阶段可采取主动避让的预防措施,在综合比较无法主动避让的情况下,就需要采取防护措施,这也是山区电力工程对于崩塌采取的主要防治措施。所以,山区电力工程对于崩塌采取的主要防治原则是优先考虑躲避灾种原则,其次采用工程防治原则。其主要防护措施如下:
在完全清除崩塌范围的崩塌体的基础上,采用主动式防护网进行防护。
(2)对崩塌运动的岩土体进行消能拦挡,限制崩塌体的运动速度。一般采用山坡拦石沟、落石沟、落石槽和落石平台。
(3)遮拦威胁的电力建筑物,隔离崩塌体与受灾体,使之不能成灾。一般采用以下几种
方法:
①拦石桩、障桩;
②拦石墙,主要有混泥土拦石墙、笼式拦石墙、钢轨拦石墙、钢丝拦石墙等形式;
③被动式拦石网。
3.2 山区滑坡地质灾害防治措施
目前,对滑坡的防治措施很多,但不管采取哪种工程防治措施,都要对其滑坡进行详细勘查,然后对其采取防治措施。山区地形狭窄,起伏较大,一般不满足电力工程总平面布置要求,需要开挖邻近的岩土山体坡脚,破坏了原有岩土体山坡的稳定性,如果不采取防治措施,在暴雨和连阴雨季节容易产生滑坡;同时,对山区电力工程附近已有的滑坡体也要进行防治措施,否则。将危害电力工程正常安全运行。
根据电力工程在西北山区的分布位置、电力设施结构要求和电力工程与滑坡灾害置关系等,有针对性地制定滑坡防治方案尤其重要。山区电力工程滑坡防治方案有以下几种:
避让法:对于电力工程结构复杂、要求变形较高的火力发电厂、变电所(站)和超
高压、特高压的输电线路转角及其跨越宽河谷的塔基采取避让方案。
地表水或地下水排除法:该防治方案适合于山区斜坡堆积层结构松散、受地表水入
渗或者地下水运动影响显著的滑坡。
消方减载法:可采用在其后缘消方减载,降低滑坡体的重量,减少滑坡的下滑力,
达到使滑坡稳定的目的。
(4)支挡法:采用挡墙、抗滑桩等方法。
(5)锚固法:采用锚索或锚杆等,强制改变滑坡体内应力状态,使滑坡稳定。
(6)注浆法:通过钻孔向滑动带内注入水泥浆或其它化学浆液,增强抗滑效果。
3.2 山区泥石流地质灾害防治措施
西北山区电力工程防治泥石流原则:以防为主,以避为宜;以治为辅,因势利导;顺其自然,因害设防;就地取材,充分发挥排、拦、固防治技术,以防、避、治相结合,达到减灾目的。一般采取工程措施、生物措施和科学管理相结合的防治措施。作为单一的电力工程建设,相对占地面积小,破坏周围地质环境条件较小,对影响工程建设的泥石流沟一般采取工程措施和科学的管理方法。工程措施有以下几种:
(1)在泥石流沟上游修建截水沟。
(2)在泥石流沟中游修建拦挡坝、格栅坝和停淤场所。
(3)在泥石流沟下游建溢流坝、排导槽工程。
4 结语
山区电力工程包括火力发电厂、变电站(所)和输(送)电线路,由于受地形条件限制,往往或多或少开挖、削坡已有的山体边坡或坡脚,破坏了原来边坡的稳定性,从而引发崩塌、滑坡地质灾害,在暴雨或连阴雨的作用下,往往形成泥石流;同时火力发电厂、变电站(所)场平时,由于地形起伏较大,往往开挖放量大,在挖方地段容易形成高陡边坡,引发崩塌和滑坡地质灾害的发生。所以,山区进行电力工程建设,应把防治地质灾害放在首位,增强对突发性地质灾害的防范意识,加强管理,因地制宜,采用多种措施并重的防治方式,防患于未然,有效地减轻地质灾害的威胁,才能使山区电力工程施工顺利进行和投产后正常运行,并最大限度地发挥经济效益。
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关键词:义县 泥石流 防治
一、自然概况和地质环境条件
1.自然概况
1.1位置与交通
泥石流沟位于义县大榆树堡乡石匣子村的黄砬子和黄金贝两个自然村,中心点地理坐标为东经121°34′40″,北纬41°28′26.0″,距离义县中心直距35km,有公路相通,交通方便。
1.2气象条件
勘查区地处中温带,属于大陆性季风型气候。年内大多数时间受西伯利亚和蒙古的干冷气团的影响,盛行西北风,气候干寒,只在夏季受海洋气候影响,多偏南风,气候较湿润,故属于半干旱向半湿润的过渡地带。境内四季分明,雨热同季,日照充足,太阳辐射强,水分不足,温差较大。
年平均气温为8.2℃,无霜期年平均157天,年平均降水量为533.7mm,最多为946.6 mm(1994年),最少为301.7mm(1999年),日最大降水量318.5mm,时最大降水量74.8mm,10分钟最大降水量29.2mm。降水量季节变化明显,冬季最少仅7.7mm,春秋季在70mm~84mm。
1.3水文条件
大凌河为区内主要河流,泥石流沟谷冲出区为大凌河的二级支流,属季节性河流,只有雨季有水。沟域内没有水库、湖泊等地表水体,因此,泥石流暴发的水源主要为降雨。
2.地质环境条件
2.1地形地貌
泥石流沟沟域地形属构造侵蚀低山地形,沟域内总体上地形较陡峻,崩塌、滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象较发育。
泥石流沟谷总体上为V型谷地貌,沟域平均纵向长度3.0km,平均宽度1.34km,沟域面积3.96km2,泥石流主沟位于沟域中间。沟域最高点位于南端,高程625.4m,最低点位于北端沟口,高程200m,相对高差425.4m。
2.2地层岩性
区内主要出露太古代晚期混合岩(M1)和第四纪地层(Q)。
太古代晚期混合岩分布于沟域内,为浅灰色。全风化层厚1.0~1.5m。
第四纪地层主要为泥石流堆积物(Q4sef)和冲洪积物(Q4pl+al),主要分布于泥石流沟下沟段沟中和沟口扇形地区、各支沟扇形地区等。
2.3地质构造
勘查区所处大地构造单元为阴山东西复杂构造带中段东端与大兴安岭―太行山新华夏系构造隆起带的交接部位。区内以新华夏系构造体系为主,属于医巫闾山背斜西翼,轴向大致呈“NE向”20~25°。区内无断裂带。
2.4水文地质条件
勘查区地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水二类。松散岩类孔隙水含水岩组主要由第四系各种堆积物组成,含水层岩性为中粗砂含砾、砂砾石、砾卵石及砂砾石含粉土。含水层不稳定,为薄层及透镜体,导水性、富水性差异较大,水质较好。
基岩裂隙水富水性较差,涌水量一般小于200m3/d,地下水化学类型多为SH-C型水,矿化度小于0.5g/l,PH值7左右。地下水主要补给来源为大气降水和冰雪融水。据水质检测,区内地下水无侵蚀性。
2.5生态环境条件
沟域生态环境类型可分为农业生态区、林地生态区和居民点等三种生态环境类型。
整个沟域总体上以林业生态区为主,且沟域上游林地覆盖率高于下游,总体上林地植被发育,生态环境良好,植被覆盖率达80%以上;居民点主要分布于沟谷中下游两侧及沟口泥石流堆积扇区,为主沟和支沟泥石流的主要威胁对象;农业生态区主要围绕居民点周围分布,主要集中于泥石流沟中下游沟谷两侧坡地上,主要农作物为玉米和蔬菜。
3.人类工程活动
沟域内人类工程活动强度较低,区内居民主要为黄金贝和黄砬子村村民,居住于沟谷中下游及沟口泥石流堆积扇区,村民活动以农耕为主,主要种植玉米、蔬菜等作物,耕地主要沿沟两岸坡地分布,对周边植被未造成大的破坏,基本未发现不合理人类工程活动引发地质灾害的现象。
二、泥石流形成条件分析
1.地形地貌及沟道条件
泥石流沟沟域内山高坡陡,平均坡度在25°以上,沟谷纵坡18°,有利于雨水的汇集,为泥石流水源的汇流集中提供了基础。同时,由于地形较陡峻,为崩塌、滑坡等不良地质现象的发育提供了有利条件,为泥石流增加了松散固体物源,且沟谷纵坡较大,也为松散固体物质的搬运和参与泥石流活动提供了有利的地形条件。根据地形地貌及沟道条件,将泥石流沟沟域划分为泥石流形成区(清水区)、形成流通区和堆积区。
2.物源条件
泥石流松散固体物源较丰富,主要分布于泥石流主沟至沟口两岸及各支沟中下游地段。物源类型主要包括崩滑堆积物源、沟道堆积物源和坡面侵蚀物源等三类。经计算共计有松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3。
3.水源条件
泥石流的水源主要来源于大气降水。由于泥石流均发生在雨季,春季冰雪融水一般不会成为引发泥石流的水源,此外,沟域内地下水不丰富,不构成引发泥石流的主要水源,沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体,因此连续降雨或暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源,连续降雨或暴雨是泥石流的主要激发因素。
三、泥石流基本特征
1.泥石流灾害史及灾情、危害性分析
1.1泥石流灾害史及灾情
勘查区泥石流沟为老泥石流沟,但有文字记载的只有一次,即1994年发生的泥石流灾害。
1994年8月9日早7时,沟域内多条支沟爆发泥石流,此次暴发的泥石流共造成2人死亡,冲走牲畜12头,摧毁房屋17间,农田全毁113亩,半毁70亩,冲毁果树3300株,村路6km,高压电线杆5根600延长米,低压线20根1000延长米,广播线5km,累计直接经济损失约139.45万元。
1.2泥石流危险区范围及险情
泥石流危险区范围主要为沿沟两岸预测最高泥位线以下区域,泥石流危险区面积为0.39km2。泥石流威胁对象主要为黄金贝和黄砬子村的居民点、果树及农田等,据调查访问,泥石流现威胁居民住户共90余户400余人、房屋300多间。因此,该泥石流目前险情属中型,进行勘查和治理显得必要而紧迫。
2.泥石流基本特征值的计算
由于缺乏泥石流监测资料,因此,泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取的泥位、沟道断面特征等进行,计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要,除对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量等常规指标计算外,还结合拟建工程部位特点,对拟设拦挡工程部位泥石流整体冲压力、爬高和最大冲起高度等进行计算和校核。计算结果见表表1。
四、泥石流发展趋势分析
1.泥石流易发程度评价
根据泥石流沟域基本特征和参数,按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DT/T0220―2006),对泥石流易发程度数量化进行评分,泥石流主沟评分值为72,各支沟评分值为73~80分,均为轻度易发泥石流沟。
2.泥石流的发生频率
根据前述对泥石流灾害史的调查,勘查区以往泥石流的灾害记载仅1994年一次。该沟发生较大洪水的周期约为5年,但多次洪水均未诱发泥石流,这说明泥石流的发生并非与洪水的周期直接相关。从近期泥石流灾害史看,由于沟内植被较发育,纵坡降较缓,沟内崩塌、滑坡等不良地质现象较发育,坡面侵蚀物源较少,因此,诱发大规模泥石流的可能性很小,但引发泥石流灾害的可能性仍然存在,据此估算,50年内可能发生2次泥石流灾害,泥石流的类型为低频泥石流。通过野外调查和基本特征值的计算,泥石流容重为1.50t/m3,泥石流固体物质重度γH=2.69t/m3,最大的一次泥石流冲出量为Q=0.92×104m3,固体物质冲出总量约为QH=0.78×104m3,泥石流规模为小型。
3.泥石流发展阶段及发展趋势预测
根据访问和调查,勘查区泥石流的形成主要和其流域的地形地貌以及气候有关。较为丰富的松散固体物质,局域的集中降雨是泥石流形成的关键因素。按照泥石流发展的阶段划分,泥石流目前正处于发展期。
泥石流沟流域内的人类活动,主要是物源区居住的居民对物源区植被的破坏,如砍伐树木和陡坡垦荒等,导致生态环境恶化。随着人们对地质环境认识的提高,破坏地质环境、陡坡耕种、砍伐林木等现象将大大减少,植被覆盖率将与日俱增,沟谷、岸坡稳定性将增强,泥石流发生的频率与规模也将会呈现递减趋势。
目前,该泥石流沟危险性为中型,在上述环境保护措施下,泥石流危险性将向小型发展。
五、泥石流防治方案建议
根据泥石流的勘察成果,在深入分析该泥石流沟的沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征等的基础上,提出泥石流的治理工程方案。
1.防治工程设计参数建议
1.1降雨量参数
按50年一遇暴雨强度进行设计,根据计算,按P=2%计算求得的1小时设计雨强为69.77mm。
1.2泥石流固体物源参数
该沟泥石流松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3,按泥石流发生频率将呈现由高至低的过渡变化过程,预计其50年内可能发生泥石流2次左右,则固体物质冲出总量约为1.56×104m3左右。
1.3泥石流运动特征参数
按50年一遇暴雨强度的设计标准,泥石流主要运动特征参数统计见表1。
1.4工程部位岩土特征参数
泥石流治理工程部位地基土以冲洪积物或泥石流堆积的碎块石土为主,基岩埋深为0.6~8.4m,治理工程地基置于碎块石土或基岩上,根据取样试验结果及类比相似地区工程地质参数及查表,确定其主要工程地质特征参数为:松散碎块石土地基承载力120Kpa,稍密碎块石土地基承载力280Kpa,中密碎块石土地基承载力450Kpa,密实碎块石土地基承载力750Kpa;强风化混合岩地基承载力500Kpa,中等风化混合岩地基承载力1500Kpa。
1.5抗震设计参数
根据辽宁省地震动力参数区划、反应谱特征周期(Tg)区划图(比例尺1:4000000),区域地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度按Ⅵ度设防。
2.防治工程方案建议
在综合分析该泥石流沟的形成条件、沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征以及对泥石流基本特征值的计算等的基础上,提出泥石流的治理工程方案(见图1)。
分别在泥石流主沟上、中、下游及各支沟处布置8座格栅坝,格栅坝是用于稀性泥石流和水石流的一种工程结构,它能拦蓄泥石流中粗大颗粒,排走泥沙、细砾和流体中的自由水,使进入沟谷的泥石流很快被疏干,达到水石分离的作用。因此修建格栅坝可以稳拦物源和削峰减流,减少到达主沟下段的固体物质量,降低泥石流容重,并调节下游泥石流洪峰流量,保护流通堆积区居民的生命财产安全。
六、地质灾害防治效益评估
1.经济效益评估
据前述泥石流险情的统计,泥石流危险区内现有居民共90余户400余人,房屋300多间,果树万余株及农田等,险情级别为中型。
泥石流防治工程可保护上述危险区内人民的生命财产安全,为地方带来良好的经济效益。
2.社会效益评估
通过对泥石流采用工程措施结合生物工程措施进行防治,可有效保护危险区内人民的生命财产安全,将促进区内经济和社会的稳定与发展,提高区内居民的生活质量,由此带来的社会效益将是非常显著的。
3.环境效益评估
泥石流防治工程是一项综合性措施,不仅通过工程治理,减轻灾害对危险区内人民生命财产安全的威胁,并结合采用生物工程等措施,使治理工程与环境相协调,结合地方政府实施植被恢复和水土保持工程,可有效改善当地地质环境条件,减少水土流失的危害,从而消除区内已恶化的生态环境,人为的为区内居民创造一个安居乐业的生活环境。
4.减灾效益评估
泥石流防治工程本身是针对地质灾害采取的工程防治措施,工程治理将结合泥石流的危害现状、发展趋势等进行,通过泥石流防治工程的实施,可有效地保护当地人民的生命财产安全,其减灾效益也将是非常显著的。
论文摘要:山区由于经济发展滞后、基础设施薄弱、人力资源匮乏,旅游业发展的可持续性比经济发达地区存在更多的限制因素,其中山地灾害(山洪、滑坡、泥石流)就是制约山区旅游业发展的一个瓶颈。笔者把泥石流灾害作为促进山区旅游业可持续发展的一项重要举措,分析了泥石流对山地灾害形成的影响及其对山区旅游业发展形成的危害,提出了山区旅游区泥石流的治理原则与治理对策。
我国是个山地大国,其中2/3的面积为山区,以其秀美的景色和幽静的环境成为吸引游客领略风光、陶冶情操、休养游憩的理想场所,旅游业发展前景广阔。山区自然资源丰富多样,全国90%的林地、84%的森林蓄积、77%的草场、76%的湖泊、98%的水能都集中在山区,诸多名山大川出自山区。同时,我国90%以上的少数民族人口居住在山区,文化多样性十分丰富。这些丰富的自然、人文资源使山区成为旅游业最具有发展潜力的地区。但是,山区的山地灾害也十分严重,其中泥石流危害更是山地灾害之最,是制约山区旅游业发展的瓶颈因素。
1 旅游业发展与泥石流灾害的关系
1. 1 山区旅游业发展的意义
山区发展旅游业有得天独厚的有利条件,而且对于相对落后的山区经济来说,发展旅游业具有极大的诱惑力。旅游能将阻碍经济发展的诸多因素——偏远、交通不便、自然和生物多样性、原始的自然美、独特的文化和生活方式转化为发展的机遇。如果管理得当,它们所起到的承上启下的连接作用,能够增加就业机会,并促进相关部门的发展。同时,由于可持续发展的旅游业依赖于良好的自然环境,因此,旅游业又被看作是促进环境恢复的一项产业。山区由于地理、历史的多种原因,经济发展一直相对落后,发展以旅游业为龙头的第三产业,是山区加快经济发展的新路子。旅游业的发展可以带动旅游沿线和旅游目的地的经济发展,使其经济得以扩展,并使其经济得以重新定位。
1. 2 山区旅游业应走可持续发展的路子
山区位置偏远,交通不便,这就需要加强对山区的能力建设,支持山区与外界建立更广泛的联系。由于山区环境对产业规模有高度的敏感性,旅游业的发展规模应该与当地环境的承载力相适应。在山区发展旅游业,应走可持续发展的路子。在山区产业发展中,既要考虑产业对脆弱资源的敏感性,也要考虑经济发展与生态保护之间的协调。否则,山区独特的环境带来了旅游业的发展,但其本身可能成为旅游业的牺牲品。
1. 3 泥石流灾害制约山区旅游业的发展
泥石流是我国山区常见的一种自然现象。它常发生在山区小溪沟,是各种自然因素和人为因素综合作用的结果。泥石流因其形成过程复杂,爆发突然,来势凶猛、历时短暂,破坏力大,因而成为山区经济建设的一大灾害[1]。泥石流对旅游业干扰很强,例如,北京市山地旅游区多位于泥石流易发山区,特别是官厅水库以下、石景山以上的山峡地区是北京市发生泥石流最典型的地区,而康西草原、十三陵水库、八达岭长城、香山等重要旅游景点均位于该区。我国国家级风景名胜区中已知有泥石流活动的有33处[2](见表1)。泥石流常毁坏旅游设施,危害游客安全,影响旅游功能的发挥和正常运营,尤其是某旅游区泥石流灾害如果造成重大人员伤亡,将对该旅游区旅游需求产生长期的负面影响。因此,研究旅游区泥石流灾情,对减灾、防灾以及旅游区管理具有积极的作用。
2 泥石流对山区旅游业发展的危害
2. 1 泥石流对山地灾害形成的影响
山地灾害包括山洪、滑坡(含崩塌)、泥石流和水土流失,前三者不仅危害严重,而且加剧了水土流失。泥石流与其他山地灾害之间存在着相互作用。对泥石流灾害进行有效防治,将切断山地灾害的连锁反应。山洪为泥石流形成提供了水动力,山地上游的洪水经过泥石流形成区后演变为泥石流。滑坡(含崩塌)为泥石流的形成提供了大量松散土石,泥石流和山洪的强烈下切和侧蚀导致滑坡的发生。此外泥石流体或滑坡体堵塞河道,上游形成堰塞湖,堰塞湖的溃决会造成巨大的洪流。这三者之间构成了一个有机的山地灾害链[3]。这也为我们提供了一个启示,受泥石流危害的旅游区的泥石流防治,要立足于整个山地灾害,才能够使泥石流危害最小化。
2. 2 泥石流对山区旅游业发展的危害
山地的构造隆升、地形起伏、气象水文和侵蚀作用,使得山区具备了泥石流形成的基本条件,在局地性强降雨、长历时降雨或地震活动等自然因素激发下,或在森林植被破坏、工程基础设施建设中的工程开挖与弃渣等人为作用下,会产生泥石流,危害旅游景点和生态环境,危及游客生命安全,造成重大经济损失和不可恢复的景观破坏。发生在旅游区的泥石流对区内人员以及各类景观资源都可能构成一定危害,概括起来主要有经济损失、资源价值损失和生态环境危害三个方面。
经济损失是反映泥石流灾害对旅游区造成的有价财物以及经营收入的减少,包括直接经济损失和间接经济损失。直接经济损失主要指旅游区的宾馆等各类建筑物以及交通线路的损毁折价以及恢复费用;被损毁供水、供电等生命线工程设施的修复费用;旅游产品等有价实物的损失;由于灾害的发生导致旅游区关闭期间所造成的门票收入以及服务行业因此造成的损失。间接经济损失指由于旅游资源的损毁以及其他原因(生命线工程的损毁、交通中断等原因造成游客不能进入景区)造成的门票收入的减少以及服务行业的收入减少;灾害造成的人员伤亡对旅游区的安全性造成不良影响,使得游客减少而造成的经济损失;由于服务设施的毁坏而采用的临时替代供给方式所消耗的费用。
资源价值损失主要包括文化价值损失、科学研究价值损失、观赏价值损失。生态环境危害指泥石流成灾使得生态环境向不利的方向变化的生态环境危害,包括对水域、植被和生物多样性的损害,如泥石流以冲毁和淤埋为主,所经之处会形成砂石化景观[4]。
3 治理原则与对策
3. 1 治理原则
治理工程与生态保护有机结合的原则。山区旅游资源和环境具有不可再生性,一旦遭到破坏便不可能被复原,也无法再利用。因此,泥石流治理工程,要注意对生态环境的保护,尽量使工程中可能产生的负面影响降低到最低的程度。这样的治理工程本身不会造成破坏,反而会提升旅游资源和环境质量。其它治理原则还包括灾害治理工程与景观协调的原则,保障游客安全的原则和保障交通畅通的原则等[6]。这些治理原则为泥石流采取治理方案和措施提供了依据,体现了旅游业发展的同时,必须保护其赖以生存的环境、保护生命安全、保持生态的完整性,使旅游业的发展保持在山地承载力之内。否则,环境退化的成本将非常巨大,会构成旅游业发展的巨大障碍。
3. 2 治理对策
3. 2. 1 加强旅游区的泥石流灾害管理
旅游区的泥石流多为低频性泥石流,灾害尚未引起相当重视,这就使得灾情资料的调查不详、统计不足首先要建立健全旅游区的管理机构和管理制度,严格执行有关部门颁发的法规和规定。如设立专门机构进行旅游区泥石流灾情评估,制定和实施对泥石流减灾规划和临灾预案的制定。其次用行政和宣传教育的手段,加强山地旅游区的管理。如旅游区内的规划建设要符合安全技术标准,配备必要的安全设施,设立醒目的泥石流等灾害安全警示标志;加大防灾救灾的宣传教育力度,加强专业人才培养,普及灾害知识,对居民进行抗灾、防灾基本知识的教育,增强人们自救、互救能力。
3. 2. 2 完善旅游保险
完善旅游保险,这是顺应旅游发展的需要,是做好安全事故善后工作、保障旅游者合法权益的保证。目前我国旅游保险尚不甚完善,仍存在诸多问题。因此,改革旅游保险制度、制定便于各种旅游者投保的险种是旅游保险的发展方向之一[5]。包括泥石流灾害保险在内的综合旅游保险或泥石流专项旅游保险,将是有效的防范手段,保险业务的开展,有利于旅游者了解泥石流灾害,加强防范意识。
3. 2. 3 构筑泥石流治理体系
该体系应包括泥石流防治的生态工程措施、土木工程措施和防灾减灾管理措施[6]。生态工程措施主要是在山地旅游区进行封山育林和退耕还林还草;土木工程措施主要是通过修筑防护工程、挡拦工程和排导工程来调节洪峰、稳定沟床和定向分散水流,减轻危害;防灾减灾管理主要是通过加强政府管理,实现灾害治理的技术保障,通过合理改善旅游区产业结构和加大扶贫力度提供经济保障,以及通过财政和组织管理等提供行政保障措施。在整个泥石流治理体系中,要充分发挥政府的宏观层面的引导作用。诸如,政府运用税收和增加公益金的手段从事广泛的泥石流灾害管理活动,包括兴修泥石流防治工程以及投资于划分泥石流灾害风险区、绘制泥石流风险图、泥石流灾害预测预报和社会教育计划。
此外,政府还可从事其它泥石流灾害管理活动,比如编制国土利用规划,建立和实施土地管理细则及不动产交易条例,制定住宅及其它各类建筑的规范标准等。整个体系的构筑可以为山区旅游业的可持续发展提供有力的支持,实现旅游区生态效益、经济效益和社会效益的有机结合。
[参考文献]
[1]中国防洪抗旱总指挥部办公室,中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所.山洪泥石流灾害及防治[M].北京:科学出版社, 1994: 77.
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[4]崔鹏,杨坤.风景旅游区的泥石流灾情评估[J].水土保持学报, 2002(2): 107-110.
[5]赵黎明,黄安民.旅游景区管理学[M].天津:南开大学出版社, 2002: 387.
关键词:斜坡、崩塌、滑坡、泥石流
Abstract: this paper first through the slope rock mass deformation caused by destruction of geological disasters described in detail, and then the slope rock mass deformation damage caused by geological hazards on the industry and agriculture production and People's Daily life reality the harm described, and then, a thorough analysis of the classified collapse, landslides and debris flows geological disasters, and to collapse, landslide and debris flow the three categories of geological disaster prevention and control method of governance and are introduced, and puts forward some specific treatment measures.
Keywords: slope, collapse, landslide and debris flow
中图分类号: TU413.6+2文献标识码:A 文章编号:
斜坡包括天然斜坡和人工开挖而形成的边坡,其特点是具有一定的坡度和高度。在重力作用下,斜坡总是不断地降低其高度,并使其坡度变缓。斜坡岩土体变形破坏的形式是多样的。目前日常生活中最为常见的主要有崩塌、滑坡和泥石流。
斜坡变形地质灾害对人类的危害
斜坡变形破坏对人类的危害十分严重,它可破坏地表、毁坏农田,掩埋和阻断公路、铁路和航运交通,摧毁村庄房屋和其他地面建筑物,破坏矿山建设等;危害最大的是造成人员的伤亡。
对居民点和人民生命财产安全的危害
规模较大的崩塌、滑坡、泥石流(崩滑流)能摧毁村镇,淹埋或砸毁房屋,造成人畜伤亡。如1987年9月17日四川巫溪县城龙头山发生岩崩,摧毁一栋宿舍、两家旅馆、29户民房,死亡122人。1989年7月,重庆、万州、南充等地连降暴雨,爆发滑坡、崩塌、泥石流12.7万处,毁房13.8万间,死亡和失踪759人,伤2318人,经济损失15亿元以上。
2002年8月上旬,云南省玉溪市新平县境内连续降雨,导致山体斜坡松散堆积物饱水,14日凌晨爆发大面积的山体滑坡和泥石流,洪水夹杂着淤泥、石块、树枝,向村庄和田野蔓延,致使者意、水溏、戛洒3个乡的10个村庄受灾,611户房屋倒塌,受灾人口达到21782人,毁坏农田91002,近30长的公路和22座挢涵被冲毁,死亡60多人,直接经济损失达1.6亿元。
2、对工厂、矿山的危害
中国湖北省十堰第二汽车制造厂一直处于滑坡、崩塌、泥石流灾害的不断侵扰之中,在厂区18的范围内,共有滑坡、崩塌270处,总方量达750×104m3,严重威胁着厂区的安全和工厂生产。1982年7月底,在突降暴雨的诱发下,多处发生滑坡、崩塌、泥石流,崩流物质冲入两个专业厂的七个车间,工厂被迫停厂数天。云南省威信县墨黑煤矿矿区曾在1948年、1984年、1987年和1988年多次受到崩塌的破坏,摧毁煤矿通讯井2处,回风巷800m、运输巷450m,毁坏10万伏高压输电线800m,导致煤矿停产,经济损失113万元。
对工程设施的危害
崩塌、滑坡、泥石流对水利工程的危害主要表现为破坏大坝、水电站、变电站,冲毁水渠管道、淤积水库、河道和农田。由于连降大雨,1963年10月9日晚,娃依昂水库南侧发生快速的大规模坍塌滑动,滑体长宽体积超过;滑动物质持续时间不足秒钟,运动速率达;高出坝顶的波浪冲出水库,并沿娃依昂河谷向下游的村镇冲去,多名居民被洪水淹死。这一事件被看作世界上最大的水库大坝灾难。
对道路交通的危害
对铁路、公路的危害主要表现为掩埋线路、破坏路基和路桥、错断隧道,摧毁棚洞,砸坏站房,造成翻车事故,导致人员伤亡。全国遭受泥石流危害的铁路路段近千处,铁路跨越泥石流的桥涵达1386处。1949---1985年遭受较重的泥石流灾害29次,一般灾害1173次。其中,列车颠覆事件9起,死亡100人以上的重大事故2次,19个火车站被淹埋23次。
对河道、航运的影响
由于特殊的地形地貌,河流沿岸特别是峡谷地段多为滑坡、崩塌的密集发生段,对河流航运的危害和影响很大。1982年7月18日云阳鸡扒子老滑坡复活,180×104m3土石滑入长江,河床填高30余米,江岸外移50m,在鸡扒子航段600m范围内形成三道水坝,严重阻碍了长江的航运,仅清航整治费就达8000多万元。2004年4月9日,位于中国林芝地区波密县境内的易贡藏布河扎木弄沟发生大规模的山体滑坡,体积约(2.8--3.0)×108m3。
滑坡、崩塌还对农田造成危害,使耕地面积减少。如1983年3月7日,甘肃省东乡族自治县发生的洒勒山滑坡,覆盖范围南北长达1600m,东西宽1700m,面积约1.4km2,毁坏耕地1.67 km2;滑坡造成两座小型水库部分被淤埋、阻塞,破坏灌溉设施四处,公路及高压线1.3km长,使洒、新庄三个村庄被摧毁,死亡237人,重伤27人,400余头牲口被埋没。
斜坡岩土体变形破坏地质灾害的防治
斜坡岩土体变形破坏地质灾害防治工程是针对自然或人为作用产生的崩塌、滑坡、泥石流进行防护与治理的工程或措施。斜坡岩土体变形破坏地质灾害防治工程必须根据地质体的破坏机制对症庄施治,以改善斜坡岩土体自身及周围的生态环境为原则,把崩塌、滑坡、泥石流灾害作为一个系统工程来对待。
崩塌的防治
崩塌防治措施可分为防止崩塌发生的主动防护和避免造成危害的被动防护两种类型。具体方法的选择取决于崩塌落石历史、潜在崩塌落石特征及其风险水平、地形地貌及场地条件、防治工程投资和维护费用等。
滑坡的防治
滑坡的防治较之危岩更加复杂,必须在查明其工程地质条件的基础上,深入分析其稳定性和危害性,找出影响滑坡的因素及相互关系,综合考虑,全面规划,因地制宜,以长期防御为主,防御工程与应急抢险工程相结合,生物措施与工程措施相结合,治标与治本相结合,治理与开发相结合。
一般来讲,治理滑坡的方法主要有“砍头”、“压脚”和“捆腰”三项措施。“砍头”就是用爆破、开挖等手段削减滑坡上部的重量;“压脚”是对滑坡体下部或前缘填方反压,加大坡脚的抗滑阻力;“捆腰”则是利用锚固、灌浆等手段锁定下滑山体。
滑坡的防治措施可归纳为“排、稳、固、挡”四个字。“排”即排水,包括排出滑坡体内的地下水[图2―2(a)];拦截和旁引可能流入滑坡体内的地表水[图2―2(b)] ;“稳”即稳坡,包括降低斜坡坡度,滑坡后部削方减重及滑坡前缘回填压脚[图2―2(c)] ;以生物工程和护坡工程来保护边坡等。“固”即加固,包括采用各种形式的抗滑桩、预应力锚索和预应力抗滑桩、抗滑明硐等工程,或采用灌浆、电化学加固、焙烧等方法以改变滑带岩土的性质来进行加固,增大滑面的抗滑力。
按滑坡治理措施的施工方式、适用条件和主要作用,可将其分为防御避让、护坡护岸、削坡卸载、排水防渗、排引地下水、拦挡抗滑、固结加固和生物工程等类型。
泥石流的防治
泥石流的防治必须遵循全面规划、分清类别、重点突出、因害设防、合理设计、工程措施与生物措施相结合的原则。
泥石流的防治措施可归为工程措施和生物措施两大类。工程措施几乎适用于各种类型的泥石流防治,尤其是对急需治理的泥石流可有立竿见影之功效。泥石泥治理的生物措施主要是指保护与营造森林、灌丛和草木植被,采用先进的农牧业技术以及科学的山区土地资源开发措施等。
参考文献:
1、孙广忠。地质工程理论与实践。北京:地震出版社,1996