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高原植被对泥石流的影响

2021-04-09曹亮

农业灾害研究 2021年12期
关键词:生物工程泥石流

曹亮

摘要 泥石流是常见的地质灾害,但其治理一直是一大难题。常规的人为治理方式很难对所有类型的泥石流都起作用,而采用生物工程的手段可为泥石流治理提供参考。为证实这一观点,基于遥感影像与现场踏勘,对西藏自治区昌都市八宿县25处泥石流的易发性与植被进行调查。通过泥石流的易发性与植被率的对比得出:植被率低于10% 时泥石流易发生;植被率高于30% 时泥石流不易发生。由此可知,高原植被在在未达到阈值的前提下对泥石流灾害有一定的抑制作用。

关键词 高原植被;生物工程;泥石流

中图分类号:P642.23 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2021)12–0092–02

0 引言

泥石流是山区常见的地质灾害,每年都会造成人员伤亡和财产损失[1]。西藏地处高原,属于多山地区,每年的雨季就是泥石流灾害的多发季节。因此,泥石流防治是一个刻不容缓的话题。目前,泥石流治理工程方案以拦截、排堵、排导为主要措施。同时,生物工程也可以作为泥石流综合防治体系的重要手段之一。

陈晓清等[2]通过对近年来发生在良好植被区的几次重大泥石流的分析,发现在中小强度降雨的激发下,植被能够缩减泥石流、滑坡灾害的规模,甚至抑制泥石流、滑坡灾害的发生。王思源[3]通过研究得出,植被对土体理化性质的改良作用影响着土壤的内部结构,提高了土体的孔隙率和涵水能力,从而起到截水固土的作用,对提高泥石流起动雨量的阈值及降低泥石流发生的频率有重要作用。陈文乐等[4]通过研究泥石流频发区典型乔灌植物根系,得出利用植物根系的固土作用不仅有利于边坡的稳定,而且可提高土体抗蚀性,减少泥石流的发生。陆桂红等[5]为探究泥石流源区植物根系的抗拉特性,以都江堰市锅圈岩泥石流源区为研究区,在野外调查的基础上,通过重要值计算确定了源区典型草本植物,并进行了抗拉强度试验。最终得出泥石流源区草本植物的根系抗拉力学特性良好,对稳固浅层土体和泥石流物源有积极作用。马为民[6]以承德市为试区开展了泥石流调查与防治措施研究,治理中注重植物与工程措施的结合,推广并应用了松柏固坡、截流沟护坡、紫穗槐编织袋谷坊、拱形坝等技术,这些生物工程技术对泥石流的防治起到了实际性的参考意义。

众多学者已对生物工程抑制泥石流灾害发生有了初步的研究。但是生物工程对泥石流的影响还需要进一步的研究,本文对西藏自治区昌都市八宿县泥石流的植被覆盖率做出调查与分析,为生物工程抑制泥石流灾害的发生提供了理论参考。

1 研究区概况

1.1 地形地貌

八宿县隶属西藏自治区昌都市,位于西藏自治区东部,昌都市东南部,西南部有横断山脉,地处怒江上游。主要山峰有北部的初胆针山,海拔5 971 m;西北部的拉穷山,海拔4 700 m;南部的然乌湖地区,是念青唐古拉山脉东段与横断山脉伯舒拉岭结合部,山高谷深,冰川较多(图1)。

1.2 氣候条件

八宿县以高原温带半干旱季风气候为主。由于山高谷深,气候垂直差异明显,年平均气温10.4℃。1月份平均气温0℃,7月份平均气温19.2℃。无霜期162 d。日均气温5℃以上持续时间244 d,0℃以上持续时间321 d。平均年降水量仅为233 mm。

1.3 水文条件

八宿主要河流有怒江及其支流,总河长1 737 km。怒江由西北部入境,穿越县域中部,由北向南奔流于高山峡谷之中,河道弯曲狭窄,河谷深切,落差大,水流急,境内长127 km,年径流量33亿m3。

1.4 植被条件

研究区以河谷灌丛、山地针叶林、山地灌丛草甸、高山灌丛、高山草甸和高山稀疏垫状植被为主要类型(图2)。

2 高原植被对泥石流的影响分析

2.1 统计方法

基于遥感影像与实地探勘对八宿县25处泥石流的植被覆盖情况进行了详细调查。具体方法如下:(1)通过遥感影像对八宿县25处泥石流的汇水面积进行解译,得出汇水面积;(2)通过遥感影像对八宿县25处泥石流的植被覆盖率进行解译,得出植被覆盖率面积;(3)根据《泥石流灾害防治工程勘察规范》进行现场调查、资料搜集、居民调访等,综合得出25处泥石流的易发程度。

2.2 泥石流与植被的相关性分析

植被抑制泥石流的作用主要表现在2个方面,即削减水体动力和减少土体储量。茂密的植被可以起到截水的作用,减缓地表径流速度,延长汇流时间;植被的枯萎分解后形成腐殖质,改善土壤理化性质,并增加团粒结构,提供土壤孔隙度,增强吸水能力[7]。同时,流域内的植被具有一定的固土作用,尤其是植被的根系可以加固土壤。为证实这一观点,根据统计数据与调查结果绘制统计图(图3、图4)。

通过图4可知,当植被覆盖率低于10%时,泥石流极易发生;植被率在10%~30%之间,泥石流轻度易发生;植被率高于30%时,泥石流不易发生。通过调查可初步得出,植被越茂盛,泥石流越不易发生;反之,植被越稀少,泥石流发生的概率越大。

3 结束语

通过对西藏自治区昌都市八宿县25处泥石流与植被覆盖率的分析,初步得出,植被对泥石流有一定的抑制作用,生物工程也是泥石流综合治理的重要手段。将生物工程与传统的拦截、排堵、疏导等方案相结合,将成为未来治理泥石流的重要途径。

参考文献

[1] 高延超,李明辉,王东辉,等.植被对不同类型泥石流的抑制作用初探[J].水土保持研究,2013,20(5):291-295,299.

[2] 陈晓清,崔鹏,韦方强.良好植被区泥石流防治初探[J].山地学报,2006(3):333-339.

[3] 王思源.白龙江流域泥石流沟刺槐林固土抗蚀力学作用及模拟研究[D].兰州:兰州大学,2017.

[4] 陈文乐,杜鹃,方迎潮,等.泥石流频发区典型乔灌植物根系的固土效应[J].水土保持通报,2019,39(5):32-39.

[5] 陸桂红,欧国强,杨顺,等.泥石流源区典型草本植物根系抗拉试验[J].山地学报,2014,32(6):725-731.

[6] 马为民.植物工程技术在防治泥石流中的应用[J].中国水土保持,2002(5):30-31.

[7] 约翰·霍兰.隐秩序:适应性造就复杂性[M].上海:上海科技教育出版社,2000.

责任编辑:黄艳飞

Influence of Plateau Veget-ation on Debris Flow

CAO Liang (College of Engineering, Tibet University, Lhasa, Tibet 850013)

Abstract Debris flow is a common geological disaster, but its control is always a difficult problem. It is difficult to treat all types of debris flow with conventional artificial treatment methods, but biological engineering can provide reference for the treatment of debris flow. In order to confirm this view, based on remote sensing images and site survey, the susceptibility and vegetation of 25 debris flows in Batu County, Qamdo City, Tibet Autonomous Region were investigated. According to the comparison between the susceptibility of debris flow and the planting rate, debris flow is easy to happen when the planting rate is less than 10%. Debris flow is not easy to happen when the planting rate is higher than 30%. The results showed that the plateau vegetation had a certain inhibitory effect on debris flow disaster under the premise of not reaching the threshold value.

Key words Plateau vegetation; Biological engineering; Debris flow

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