山崩[自然現象]

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山崩[自然現象]
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山崩,是山坡上的岩石、土壤快速、瞬間滑落的現象。泛指組成坡地的物質,受到重力吸引,而產生向下坡移動現象。暴雨、洪水或地震可以引起山崩。人為活動,例如伐木和破壞植被,路邊陡峭的開鑿,或漏水的管道也能夠引起山崩。有些山崩現象不是地震引發的,而是由於山石剝落受重力作用產生的。在雨後山石受潤滑的情況下,也能引發山崩;而由於山崩,大地也會震動起地震。

基本信息

詞語解釋

指懸崖、陡坡上岩石和砂土突然破裂、崩落的現象。晉陸機《吊魏武帝文》:“夫日食由乎交分,山崩起於朽壤。”《宋書·五行志五》:“元康四年三月,蜀郡山崩殺人。”《東周列國志》第二回:“幽王笑曰:‘山崩地震,此乃常事,何必告朕。’遂退朝還宮。”參見“山崩川竭 ”。

基本概念

根據定義,當大量諸如雪、冰、岩石或土壤等物質發生鬆動並以每小時200英里以上的速度飛流而下時,就發生了山崩。每隔10分鐘,在地球的某個地方就發生一次山崩,但即便是用最敏感的儀器,科學家也沒辦法預測它什麼時候、在哪兒發生。山坡愈陡,土石就容易下滑,山崩就愈容易發生。而在連續的大雨之後,雨水滲入地下,增加土石的重量與下滑力,組成山崩的物質包括整個岩體、岩石、岩屑或土壤。

山崩常在大雨之後發生;像台灣在颱風後所發生的山崩多半是這個原因。

運動方式

山崩 山崩

山崩包括墜落、傾覆、滾動、滑動、流動和不易察覺的潛移。崩塌陡峻山坡上岩塊、土體在重力作用下,發生突然的急劇的傾落運動。多發生在大於60°~70°的斜坡上。崩塌的物質,稱為崩塌體。崩塌體為土質者,稱為土崩;崩塌體為岩質者,稱為岩崩;大規模的岩崩,稱為山崩。崩塌可以發生在任何地帶,山崩限於高山峽谷區內。崩塌體與坡體的分離界面稱為崩塌面,崩塌面往往就是傾角很大的界面,如節理、片理、劈理、層面、破碎帶等。崩塌體的運動方式為傾倒、崩落。崩塌體碎塊在運動過程中滾動或跳躍,最後在坡腳處形成堆積地貌──崩塌倒石錐。崩塌倒石錐結構鬆散、雜亂、無層理、多孔隙;由於崩塌所產生的氣浪作用,使細小顆粒的運動距離更遠一些,因而在水平方向上有一定的分選性。滑坡,土體、岩塊或堆積物在重力作用下沿坡作整體下滑運動。滑動的岩塊、土體稱為滑動體;下滑的底面稱為滑動面。多發生在坡度小於40°~50°的緩斜坡上。約有 10餘種地層最容易發生滑坡,稱為易滑地層。滑坡的類型很多,一般按組成物質分為土質滑坡和岩質滑坡兩類。土質滑坡又分為粘土滑坡、黃土滑坡、碎屑滑坡;岩質滑坡又分為沉積岩滑坡、風化岩漿岩滑坡、變質片岩滑坡等。按滑動體厚度分為淺層滑坡(厚數米)、中層滑坡(厚數米至20米)、深層滑坡(厚20米以上)。按滑坡形成年代分為古滑坡、老滑坡和新滑坡。滑坡的規模大小懸殊,有數十立方米,數百至數百萬、數千萬立方米,乃至數億或數十億立方米。滑坡的運動速度差異也大,有慢得人們的肉眼難以覺察的滑坡,快如崩塌型的滑坡;不少滑坡的活動具有間歇性。滑坡的運動方式是滑動,有牽引滑動、推動滑動,都使滑坡體在運動過程中保持巨觀上的完整性。

預防

發生原因

山崩後的情景 山崩後的情景

發生山崩最主要的原因是山坡上的岩石或土壤吸收了大量的水(比如由於暴雨或者融雪),導致岩石或土壤內部的摩擦力降低,土壤或岩石喪失其穩固性下滑。

其它原因有:地震、其它地殼運動、風和霜凍造成的風化、由於墾荒和強烈的採礦造成的土壤和植被的破壞。

山崩發生的可能性由以下因素決定:

1.地表的吸水性和透水性

2.山坡的坡度
3.是否有加固土壤穩定性的植被

4.是否有易滑動(比如粘土)的土壤或岩石層。

5. 火山爆發導致山崩

造成山崩的人為因素很多。在山坡下面挖洞,開隧道,開礦,都會引起山崩。強烈的地震更會引起山崩。地震所引起的山崩規模較大,危害更嚴重。由於岩石風化、水蝕,暴風驟雨侵襲等原因,有時也會發生山崩。

山崩是可以預防的。只要不要隨意挖洞、開礦,並採取措施,如在山上廣泛地植樹造林,對一些容易發生山崩的陡坡和危岩及早採取預防措施,可以減少山崩災害。

判斷山崩位置

山崩 山崩

假設一個完美的坡面,則單一的山崩在這個坡面上將會有明確的坡頂和坡腳。由山崩邊界上的最高點向上方沿著坡度最大方向延伸直到抵達山脊線位置,這點即為該山崩剖面上的“坡頂”。同理,由山崩邊界上的最低點向下沿著坡度最大方向延伸直到抵達水系位置,這點即是該山崩的“坡腳”。這些步驟的具體作法和稜線及水系的自動提取方法相近,可以參考這些作業來進行(賴進貴,1995)。另外一個變通方式是,當前許多商業GIS軟體(如ArcView)已經可以自動提取水系。這部分工作也可以利用現成工具來先行提取水系(及稜線),作為坡頂和坡腳位置的參考指標。完成此一工作,坡頂,山崩頂,山崩腳,坡腳等位置,也就得以順利產生,可以進一步提供其他位置參數的計算。

用DEM計測地形

山崩 山崩

DEM是數字高程模型Digital Elevation Model的縮寫,它是一定範圍內規則格網點的平面坐標(X,Y)及其高程(Z)的數據集,它主要是描述區域地貌形態的空間分布,是通過等高線或相似立體模型進行數據採集(包括採樣和量測),然後進行數據內插而形成的。DEM資料的解析度對於地形計測的影響是一項關鍵因素,賴進貴(1996)針對坡度及坡向所進行的分析,驗證資料解析度對地形計測的影響。就現實狀況而言,要以完全自動化的程式來產生山崩屬性尚有其限制,地形資料的解析度即是最大的限制。如今台灣地區的DEM資料是40公尺的解析度,每一格線為1600平方公尺,對於小規模的山崩而言,要在這種DEM資料上抽取相關參數的困難度非常高。本研究區域內的79個山崩,面積小於10000平方公尺(約略等於6個格線)的就有39個。相對於這種規模的山崩現象,數值地形模型的精確度過於粗糙,要以自動化的方式來判斷山崩位置有其局限。所幸,我國20公尺DEM已經在生產中,部分縣市和單位甚至有4公尺解析度的DEM。這些資料若能逐步開放,將得提升地形計測自動化的可行性和可靠性。

命名原則

通常以崩移物質的組成、運動方式或滑動面的特性為命名的主要參數。

以崩移物質的組成加上運動方式,或滑動面的有無和形狀為主。

例1:落石,指岩石主要是以自由落體的方式崩落。

例2:岩屑滑落,指岩屑沿弱面滑動,並以自由落體的方式落下。

例3:弧型地滑,指土體或軟弱岩層,沿著的弧型的面滑動。

分類

分類依據:崩移物質的組成、運動方式和滑動面的有無和形狀。

分類 山崩 地滑

岩石落石岩石滑落平面型 地滑

岩屑岩屑 崩落岩屑滑落楔型 地滑

岩石/岩屑潛移 翻轉型地滑

土壤土壤 潛移土體滑落弧型 地滑

土石流

救助措施

山崩是指岩石和土壤順坡下滑。山崩規模大小不同,從岩石上的一塊大石頭掉下來,到範圍可達數公里的攜帶著大量泥石的大規模山體崩瀉。解決山崩最好的辦法就是植樹造林。山坡上的樹林有吸收水份、固著土壤的作用,可以防止山崩。山坡在遭到亂開發,濫伐樹林後,破壞了原有森林的水土保持,更使山坡載重增加,如果做好地質調查與宣洩雨水的排水工作,山崩就會有隨時發生的可能。

發生之前

在山崩發生之前就做好準備會有助於減少山崩給你的家和生意造成的損害,以及幫助你度過災害。向你的本地政府了解在你的地區以前是否發生過山崩以及它們有可能在哪裡再次發生。留意地面可能在移動的跡象。這些跡象包括:門和窗的框很緊、框安裝得鬆緊不當、有大縫隙、露台和陽台從屋子的其餘部分移動或傾斜出去地面、道路或人行道上出現新裂縫或凸起、傾斜的樹、牆或柵欄、在通常無水的地方有水噴出來或滲出來或地面浸水、如果你覺得山崩即將發生、你需要知道如何迅速反應。疏散並隨身帶上你的疏散包,與你本地的民防應急管理辦公室聯繫。警告可能受到影響的鄰居。

發生之後

不要返回到受山崩影響到的地方,除非那個地方已經被適當檢查過。在安全的時候,拍攝一些照片,記下一些筆記,供保險索賠用。

歷史事件

四川岷江的山崩

山崩遺蹟 山崩遺蹟

四川省西北部的岷江上游,群山夾峙,水流湍急。這裡的河岸又高又陡,到處崎嶇不平。但是在松潘縣城南邊約120千米處,眠江東岸的半山間,卻有一塊沙石堆積的比較平坦的地盤,在地質學中被稱為階地。它的面積只有2平方千米左右,不過已足夠修建一些房屋供來往旅客歇腳了。遠在唐朝初年,在這裡已築起了一座小城,取名翼城,明清後改名疊溪。疊溪城建成後,1300多年過去了,在這偏僻的地區,似乎是古城依舊,山川如昔,沒有什麼變化。其實,一場劇變已在醞釀,只是當時人們沒有注意到罷了。1933年8月25日,疊溪出現了罕有的酷熱,下午2點半,許多人還在家裡吃午飯,突然地下發出隆隆的巨響,頓時平靜的地面好像一條小船在風浪中顛簸,人在地上站立不穩了,匍匐也難前行;房屋也搖晃起來,頃刻成了瓦礫堆。附近的山上,只見沙石崩落,塵土飛揚,遮天蔽日;震動發生後3小時,才塵消霧散,能夠看清大地的面目已非舊觀。只見疊溪古城東部已被滾落的山石掩埋,西部則連同那沙石構成的地基一起垮落到岷江之中,在岷江里攔腰築起一座高達160米的大壩。與此同時,北邊的岷江上也堆起了兩座這樣形成的壩,很快形成了三個湖泊,岷江斷流43天。到10月7日,才有江水漫過這天然堆成的石壩流走;又過了2天之後,靠近古城的這個壩潰決了,湖泊消失,但另外兩個湖則至今猶存。疊溪古城對岸有個龍池山,山上有個湖就叫做龍池,是這裡的名勝,如今也山崩湖涸,另是一番景象了。城北有一座走向東西,形象如蠶的蠶陵山,更沿山脊產生了一條斷裂帶,南降北升,上下錯位,露出了北邊那一半的斷裂面,遠在幾千米之外都能看見。在帕米爾高原上,地震曾經引起過更大規模的山崩,在一剎那間就形成了高600~700米、寬約8000米的堤壩,組成堤壩的土石,估計重達60多億噸。

帕米爾高原的山崩

那是在1911年2月18日夜間,強烈的地震在帕米爾高原上發生,靠近穆爾加布河的山崩塌了,築起了這個大壩,大壩攔蓄著河水,新生的湖泊不斷在擴大自己的範圍,薩列茲村被淹沒了,以後人們就把這個湖叫做薩列茲湖。如今它的面積已達到50平方千米左右,最深的地方將近500米,湖水漫過大壩,流入巴爾坦格河,突然跌落,水力強大。據調查,如果在這裡修建水電站,發電能力可以達到100萬千瓦。1897年6月12日,印度東北部阿薩密大地震,使32千米長的山脊上的土石及森林一時崩落,裸露出裡面白色的砂岩,在日光照射下,遠處也能望見發生事件。中國東北的五大連池舊33317稱鳥得鄰池,在五大連池市郊,地處納諾爾河支流--白河上游,北距小興安嶺僅30.0km,系由老黑山和火燒山兩座火山噴溢的玄武岩熔岩流堵塞白河,使水流受阻,形成彼此相連呈串珠狀的5個小湖得名。五大連池火山群的火山活動始於侏羅紀末至白堊紀初。據史料記載,最近的一次火山噴發,始於1719年(清康熙58年),而清《黑龍江外記》的記載則更詳:“墨爾根東南,一日地中忽出火,石塊飛騰,聲震四野,約數日火熄,其地遂呈池沼,此康熙五十八年事”。這次火山噴發,堵塞了原納漠河的支流--白河,迫其河床東移,河流受阻形成由石龍河貫穿成念珠狀的5個湖泊。

五大連池上的山崩

鏡泊湖美景 鏡泊湖美景

五大連池湖水清澈,從附近火山峰頂望去,有如一畫面明鏡,映射著天光雲影,美不勝收。黑龍江省的鏡泊湖就是由第四紀玄武岩流在吊水樓附近形成了寬40m,高12m的天然堰塞堤,攔截了牡丹江出口,提高了水位而形成的面積約90.3km2的一個典型熔岩堰塞湖。鏡泊湖四周為群山環抱,森林茂密,風光秀麗,不僅有火山口森林,溶岩洞與唐代渤海的遺址,還有湖中的大弧山、小弧山、珍珠門、吊水樓瀑布與鏡泊山莊等“八大名景”,從而成為我國著名的旅遊湖泊。

死亡人數最多的山崩

1970年7月31日,秘魯榮琪地區哈斯凱瑞山坡發生的山崩導致約1.8萬人死亡,這是歷史上危害最大的一次山崩。地震引發的山崩使10個村莊及榮琪鎮的大部分地區被崩落的山體埋葬。在死亡人數方面,這次山崩堪稱20世紀最嚴重的災難之一。

台灣高速路遭遇山崩

台灣山崩 台灣山崩

台灣3號高速公路南下3.1公里處,基隆巿七堵區瑪東山區旁,4月25日下午3時30分發生台灣公路有史以來最嚴重的山崩意外,估計總面積60萬立方米,約兩個足球場大、5、6層樓高的土方,由西往東轟然傾泄而下,掩蓋在公路上,南下北上各三個車道都被堵住。

基隆巿消防局119勤務中心於山崩當晚接獲民眾報案,除了已出面的男子葉茂竹家屬,還有4輛疑似失蹤車輛通報。包括1輛計程車、1輛廂型車及3輛自小客車。台當局宣布24小時輪班開挖救人。

台當局“交通部長毛治國”簡報時稱,從航拍圖來看,崩塌地點是整座山坡滑下來,滑動程度很像921地震時山體的滑動方式,研判可能高速公路施工時,挖到順向坡的坡腳,加上其它條件造成崩塌。但與其說是山崩,不如說是地殼的山坡滑動。

案例

平面型地滑

1.發生的基本條件:

具有規則的互層地質構造,包括地層層面、節理面。位於順向坡上,山坡的坡向與互層構造的傾斜方向相近。岩層傾角大於濕摩擦角。坡面的坡度大於互層構造的傾斜角度具有自由端。

2.個案:個案1~3屬於岩體的平面型地滑,個案4則為厚層風化土體的滑動。

個案1:苗栗珊珠湖

個案2:八堵交流道

個案3:高雄半屏山、基隆大竿林

個案4:基隆大德國中(厚層風化土體滑動)

弧型地滑

1.發生的基本條件:

厚層土壤,包括風化土壤、棄土、填土或煤渣堆地形上具有上緩下陡的特徵。

2.個案:

淡水鄧公路社區

堰塞湖

形成原因

山崩可以造成很大的災害。嚴重時可以毀壞整個村莊,砸死人畜,毀壞工廠、電站,堵塞道路。山崩後的石塊、土塊大量落入河道中,還會阻塞河流,形成洪水災害。堰塞湖是由火山熔岩流或由地震活動等原因引起山崩滑坡體等堵截河谷或河床後貯水而形成的湖泊。由火山熔岩流堵截而形成的湖泊又稱為熔岩堰塞湖。堰塞湖一旦決口會對下游形成洪峰,處置不當會引發重大災害。專家表示,堰塞湖的堵塞物不是固定永遠不變的,它們也會受沖刷、侵蝕、溶解、崩塌等。伴隨次生災害的不斷出現,堰塞湖的水位可能會迅速上升,有可能導致重大洪災。堰塞湖的堵塞物不是固定永遠不變的,它們也會受沖刷、侵蝕、溶解、崩塌等等。一旦堵塞物被破壞,湖水便漫溢而出,傾瀉而下,形成洪災,極其危險。堰塞湖一旦形成威脅,必須事先以人工挖掘、爆破、攔截等方式來引流或疏通湖道,使其匯入主流流域或分散到水庫,以免造成洪災。

形成過程

1.原有的水系。

2.原有水系被堵塞物堵住。堵塞物可能是火山熔岩流,可能是地震活動等原因引起的山崩滑坡體,可能是土石流,亦可能是其他的物質。

山崩

3.河谷、河床被堵塞後,流水聚集並且往四周漫溢。

4.儲水到一定程度便形成堰塞湖。

多見地區

由山崩滑坡所形成的堰塞湖多見於藏東南峽谷地區,且年代都很新近,如1819年在西姆拉西北,因山崩形成了長24-80km,深122米的湖泊。藏東南波密縣的易貢錯是在1990年由於地震影響暴發了特大土石流堵截了乍龍湫河道而形成的,波密縣的古鄉錯是1953年由冰川土石流堵塞而成,(實則也屬冰川湖)。八宿縣的然烏錯是1959年暴雨引起山崩堵塞河谷形成的。台灣地震活動頻繁,1941年12月,嘉義東北發生一次強烈地震,引起山崩,濁水溪東流被堵,在海拔高度580m處溪流中,形成一道高100m的堤壩,河流中斷,10個月後,上游的溪水滯積起來,在天然堤壩以上形成一個面積達6.6km2,深160.0m的堰塞湖。最新的堰塞湖是2008年5月12日汶川大地震導致的堰塞湖。

導致的危害

堰塞湖,是指地震等原因引起的山崩滑坡體,堵截河谷或河床後貯水而形成的湖泊。災區形成的堰塞湖(海子)一旦決口後果嚴重。伴隨次生災害的不斷,堰塞湖(海子)的水位可能會迅速上升,隨時可發生重大洪災。堰塞湖(海子)一旦決口會對下游形成洪峰,破壞性不亞於災害的破壞力。汶川地震形成的“堰塞湖”2008年5月12日四川汶川特大地震,造成北川部分地區被堰塞湖水淹沒,地震形成了大面積堰塞湖泊。四川汶川特大地震造成34處堰塞湖危險地帶。國家水利部和四川省水利廳組成了抗震救災水利部,認為地震所形成的33座堰塞湖當前暫無危險。並組織了“敢死隊”,對每一個堰塞湖實施24小時監測,一旦出現發生潰壩的徵兆,將立即發出預警,並及時疏散民眾。當前四川震區已經形成了34處堰塞湖危險地帶,給下游地區帶來了巨大的威脅。參與水利部抗震救災的專家、中國水科院徐澤平博士認為,堰塞湖是天然形成的大壩,不屬於人工建築。90%以上的堰塞湖在一年之內都會發生潰壩、垮掉,但也有的保存了下來,比如四川的多采湖。從當前的堰塞湖來看,由於地震發生後,堆積體非常鬆散不穩定,發生危險的可能性非常大。從歷史來看,有的一天就可能垮掉。所以當前我們第一步只是分析評估,採用各種方法如航拍效果圖,然後用數據分析的方法提出危險的程度。第二步就是疏導分流,比如用炸藥或人工挖開小口,用水泵和管子疏導。開小口的目的就是保證不變成大口,否則就人為潰壩了。此外,還要加固堰塞湖,避免潰壩,並根據事態發展疏散附近地區的居民。

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