丹东山区泥石流活动趋势及成因分析_泥石流论文

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提要

本文根据丹东地区新构造运动特点、暴雨特点,以及人类生产活动的干扰,提出丹东地区泥石流活动趋势,并对其成因进行了探讨。

关键词:新构造运动 泥石流 暴雨

一、丹东地区自然环境特点

(一)地质基础及岩石性质

丹东地区地质构造属天山—阴山巨型纬向构造带东延部分和东亚新华夏构系第二隆起带的交接、复合部位,因构造带的交接、重迭,构造营力集中,所以本区断裂十分发育。如北东向的鸭绿江断裂,北北东向的新华夏的构造系,以及北西向的洋河断裂等,这些地质构造对该区的地貌发育、泥石流活动都有重要的影响。该区的岩石可分为三大类:位于丹东中部山区的花岗岩分布区,这类岩石由于多次受构造运动的影响,构造发育,岩体破碎,风化作用强烈,是泥石流等地质灾害的多发区。位于花岗岩区两侧的岩石为变质岩分布区。主要有变粒岩、片麻岩及各类混合岩,由于地质漫长,构造运动迭加,岩石破坏强烈,风化极为强烈,松散物质丰富,是本区泥石流、滑坡最活跃地区。沉积岩只在本区东北部地区分布,主要有灰岩、石英岩等,泥石流很少发生。

(二)地貌类型及新构造运动特点

丹东地区地貌轮廓主要由长白山向南延伸的余脉和千山山脉东延部分所构成,山脉多呈NE-SW向延伸。地势北高南低,自北而南依次排列着中低山区、低山丘陵区、波状平原区等三个地貌单元,其中山地丘陵占全区三分之二以上。丹东地区北部地势较高,山高谷深、坡度较陡、平均海拔较抵,海拔在200-500米之间,相对高度在100-200米,山体破碎,形成山不高坡度陡,支沟陡主沟缓的特点,南部沿海地区地势平坦,海拔多在20米以下。

丹东地区新构造运动总的趋势特征是以缓慢地上升为主,同时伴有短暂的间歇,现在正处在一个新的活跃期,上升的幅度较大,这为丹东地区的泥石流活动发展趋势提供了有利的因素。

(三)降水特点

丹东地区属于暖温带季风区大陆性气候,冬季寒冷干燥,夏季高温多雨,是我国北方降水最多的地区。年降水量在870-1200毫米,其中宽甸、凤城两个县的北部山区降水在1200毫米以上。该区降水季节分配不均,全年降水三分之二集中在夏季,二分之一集中在7-8月,特别是七月中旬至八月中旬的降水以暴雨的形式出现,该区暴雨频繁,雨量之大,暴雨期之长均为我国北方之冠。其中,日降雨量大于100毫米的暴雨年平均5.8次,大于200毫米的特大暴雨年平均为1.7次,而且,据一百余年暴雨统计资料分析,暴雨发生频率有增加的趋势。

综上所述,丹东地区的地质构造、岩石性质、地貌条件以及暴雨特点等因素,对丹东地区滑坡、泥石流等山地灾害的活动趋势必将产生重要的影响。

二、丹东地区泥石流活动趋势的表征

丹东地区泥石流活动总的趋势是:活动范围不断扩大,活动频度不断提高,活动规模不断增强,给人民生命财产所造成的损失越来越严重,必须引起我们的足够重视。

(一)泥石流活动范围不断扩大

丹东地区泥石流活动范围不断扩大。据《丹东市水利志》(1879-1985)记载:1949年以前,山区洪水每年时有发生,但关于泥石流活动情况的记载却很少。在解放前的70年间,只在个别年份的局部地区有零星发生,没有大范围的暴发泥石流的记载,从1949年以后的情况就大不一样了,详细情况见表[1]。

通过表[1]可以看出:(1)泥石流条数逐年增加,影响面积逐年扩大,受影响面积占全市区总面积的58.3%,如果把东沟县、振安区两个未发生泥石流的县区不计算在内,只计算发生泥石流的三个县,其发生区的面积占三个县总面积的66.59%,达三分之二以上。(2)三个县乡镇级行政单位共67个,受泥石流影响较大的乡镇有50个,占总数的74.62%,这其中不包括发生泥石流较小、损失较小的乡镇。(3)泥石流活动从东向西逐渐扩展,首先是在局部地区发生,然后是多处发生,逐步扩大,最后连成一片。见[图1]。

丹东地区泥石流空间变化趋势表[表1]

丹东地区泥石流分布变化图[图1]

(二)泥石流活动频度不断提高

泥石流活动频度的大小,是衡量一个地区泥石流灾害大小的一个重要标志。频度高,灾害频繁发生,损失就大。泥石流活动频度应从两方面来考虑:(1)指丹东不同地区(县、乡)发生泥石流的时间间隔,就是说:今年某地区发生了泥石流,而明年另一地区发生了泥石流,这两次泥石流就丹东全区来说,应统一考虑,计作两次;(2)指一地区在不同时间发生泥石流的时间间隔,因二者都是泥石流活动频率的表现形式。

1.不同地区(以县为单位)在不同时间发生的泥石流。据《丹东市水利志》记载(1879-1985)丹东地区泥石流活动频率在不断提高。见[表2]。

丹东地区泥石流活动频率表 [表2]

从[表2]看出:(1)就全丹东地区来说,平均每三年发生一次较大规模的泥石流,而就每个县来说,宽甸、岫岩二县平均每8.7年发生一次,凤城县平均每10年发生一次。(2)1977年以前发生泥石流的时间间隔较长,高于平均数,长的达8年(1937-1951),从1979年后发生泥石流时间间隔都较短,高的为3年,短的为2年或1年。(3)如果把丹东地区每发生三次泥石流作为一个时间段,即:从1929年—1958年(29年),每4.83年发生一次,从1960年—1977年(17年),每3.4年发生一次,从1979年—1985年(6年)每1.2年发生一次,从1986年—1990年(4年)每年发生一次,泥石流活动频率不断提高。

2.同一地区,不同时间间隔发生泥石流的出现率在提高。这样情况较多,特别以乡镇为单位的一些局部地区,在较短的时间内重复发生泥石流灾害每个县都有这种情况。见[表3]。

丹东地区部分乡镇泥石流重现情况表[表3]

(三)泥石流的活动强度不断增强

泥石流活动强度可以用泥石流在一个地区发生泥石流的密度、规模、面积来表示,因为密度大、规模大、面积大强度就大,灾害也就大。

1.泥石流发生的密度

丹东地区泥石流密度逐渐增大。其中,1982年以后发生的泥石流的密度比以往任何时候发生泥石流的密度都大。见[表4]。

岫岩县部分乡镇泥石流密度表[表4]

又如:凤城县红旗乡的四家子、包营子两个村民组,总面积44.5Km[2],发生泥石流597条,平均每平方公里13.4条;其中四家子的第五、第六两居民组平均每平方公里20条,损失惨重。

2.泥石流的活动规模主要表现在泥石流所携带泥石数量的多少而言。因为数量多、活动规模大,因冲击而产生的破坏力也就越大;因携带泥石多,堆积体大、破坏的面积也大。如:1979年在宽甸县白石砬子林场的黑沟发生的泥石流,在其流动过程中冲毁了沿途的房屋,正在逃险的八名青年也全部遇难;在其堆积区的堆积物厚度达4-5米,总体积为15万m[3]。又如,在同一地区附近的老安沟发生的泥石流,沟谷的30万m[3]的堆积物全部冲走,形成了大规模的泥石流,将重约400吨巨石推出2Km左右,将重约200吨的巨石推出到沟口,损失极为惨重,这样的例子在凤城、宽甸等县多次见到,不一一列举。

3.泥石流的活动规模大小也表现在发生区域的面积上,因为面积大,波及面广,损失也就大,具体情况见前(一)部分。

三、泥石流活动趋势的成因

丹东地区泥石流活动趋势是:范围在扩大,频率在提高,规模在增大。而影响活动的因素很多,而最主要、最直观的是:新构造运动、暴雨强度变化、人类生产活动等,具体情况如下:

(一)新构造运动对泥石流活动趋势的影响

新构造运动表现形式很多,而对泥石流活动有直接影响的是地壳的升降运动,特别是地壳的上升运动,上升的幅度越大,河流下切,冲刷力也就越大,为泥石流活动所提供的能量也就越大,泥石流活动也就更活跃。

辽东地区新构造运动属于波动式的上升,自第四纪以来,地壳的综合上升幅度平均为100-200米之间,这样大的上升幅度无疑为泥石流活动提供了巨大的能量源泉。其上升的直观表现有:①河曲深切。河曲深切是地壳上升的重要证据之一。在本区各级河流上都普遍发育着河曲深切。其中具有典型的河曲深切有:大洋河(岫岩)、哨子河(岫岩)、草河(凤城)、河(凤城)、蒲石河(宽甸)等,在各河的上游的急流、跌水、小瀑布分布极为普遍,这说明河流正处在适应新构造运动的自我调正的时期。②串珠状洪积扇。在1987年进行泥石流野外调查时多处发现山前洪积扇的顶点不断向山口处迁移。如1985年8月凤城县宝山乡泉眼沟的新泥石流在老泥石流堆积区的上部切开一条2米深、4米宽的深沟通道,将泥砂堆积在沟口,形成一个新的洪积扇,这种现象在岫岩县的庙沟也遇到相类似的情景。③河流阶地。河流阶地也是以上升为主的新构造运动的重要标志。辽东地区的一些主要河流阶地特征十分明显,大都发育3-4级阶地。各河流阶地除第一级阶地是堆积阶地以外,其余皆为基座阶地或为侵蚀阶地,具体情况,见[表5]。

辽东地区河流阶地情况表 [表5]

④丹东沿海海岸线变迁的行迹也说明了辽东地区地壳在上升。从大孤山至东沟一带的第四纪沉积物来看,中、上更新统的陆源线、坡积层于黄土坎、化石山、海洋红以东均有出露,而且小椅圈、黄家岗、东尖山等地见有全新统海积地层上覆于中上更新统之上,这反映了中、上更新统以后这一地区急剧上升,其上升的幅度至少有30-40米。另外,在东沟县大孤山沿海地区普遍分布的三条贝壳堤也说明了这一海水的海退过程。如保存在阎家坨子一带第三贝壳堤高7-8米、保存在乱泥坨子一带的第二贝壳堤高4-5米、保存在张家坨子的第一贝壳堤高2-3米。这些都说明了地壳上升的过程。另外,辽东地区的大地水准测量所测得的数据了证明也一地区地壳现在仍处在上升阶段,属活跃期。这种不断上升的新构运动对丹东地区的泥石流活动的影响起到了重要的作用。

(二)暴雨活动特征对泥石流活动趋势的影响

丹东地区的泥石流属于暴雨型泥石流,因而暴雨活动变化趋势必然直接影响着泥石流活动趋势。据《丹东市水利志》记载,[见表6]。

丹东地区暴雨变化趋势表[表6]

根据[表6]:①在111年的暴雨统计资料中,暴雨次数在增加,而周期在缩短。暴雨的变化趋势在一定程度上控制了泥石流的活动趋势,二者基本相吻合。②暴雨发生频率的变化不象泥石流变化那样大,这说明泥石流的活动在很大程度上与人类生产活动影响有直接的关系。

(三)人类生产活动对泥石流活动趋势影响

由于工农业生产的发展,增加了对山区生态环境的压力,从而也导致了泥石流活动的频度和强度。如:开矿、开石、筑路等破坏了山体的稳定,诱发了泥石流的发生。岫岩县电视转播台的9.5华里的盘山道,在修路过程中的弃土石没有及时清理和采取保护性措施,致使路基多处塌方,总量600m[3],促使姑嫂沟产生较大的沟谷泥石流,冲走15000m[3]的谷底堆积物,下切2米多深,露出基岩。这种情况在其他地区也多处出现。但这仅是局部的。从长远考虑,真正影响泥石流活动趋势变化的是植被破坏、蚕场沙化。

1.森林主体功能的衰退,森林资源不合理的开发利用和破坏,早已超出森林环境容量的限度,这是辽东山区水土流失、泥石流活动频繁的一个重要原因。据丹东史志记载:距今250-300年前,辽东山区布满大片原始森林,“仅以鸭绿江两岸而言,自发源于长白山的天池,……注入黄海,计长2400多里,濒江山岳重叠,所产林木,葱郁连绵,荫千里,蓄积丰富”。“其树种针叶树占十之六,以落叶松、鱼鳞松较广,阔叶树占十之四,以柞木、椴木为主”。帝俄于光绪22-30年(1897-1904)迫使清政府订立“伐木合同”“大肆砍伐木材”。“1908年8月25日日本与清政府合办了《鸭绿江采木公司》,每年采伐木材100万m[3]”。从此,丹东丰富的森林资源及其自然景观惨遭破坏,昔日那种“荫蔽千里,流水长清”的景观变成了“林木稀疏,水源枯竭,暴雨成灾,水土流失严重”的局面。解放后,开展群众性的大规模植树造林活动,实行封山育林,贯彻“以营为基础,采育结合,造管并举,永续利用”的方针,使丹东森林资源得到恢复和发展,森林面积比解放初增加1.8倍,森林复盖率增加31.1%。但是,由于左的错误路线的影响,多年来政策多变,体制不稳,又使森林资源受到几次较大的破坏,至今仍未改变单位面积蓄积量低、质量差、生态保护功能低下的被动局面。现在全区林地面积虽有1850万亩,占土地总面积的64.3%,但其中荒山、疏林、灌丛、未成林的造林地306万亩,占林地16.5%,根本不具生态保护功能。在其余的1544万亩的林地中,情况也不一样,具体情况见[表7]。

丹东地区森林类型表 [表7]

由[表7]可以看出,具有生态防护功能的森林仅有400万亩,仅占土地面积的13.8%。而且主要分布在人迹稀少的边远山区。因此,丹东地区水土流失很严重,现有流失面积为10272万亩,占总面积的38.7%,估计全市区每年泥沙流失量约1100万顿,为泥石流活动提供了丰富的物源。

(四)蚕场不断沙化对泥石流活动趋势的影响

蚕场不断沙化是促进泥石流频繁活动的重要因素。根据野外实地考察证实:一般来说,凡蚕场沙化严重地区,多是泥石流的多发区。如:在1987年8月19日岫岩县大营子镇共发生泥石流4550条,其中85%的泥石流是发生在蚕场沙化严重区;在大营子镇的万兴村有1500亩山林,发生泥石流77条,其中在800亩蚕场沙化区发生泥石流70条,占91%,其余700亩人工林仅发生泥石流7条。丹东地区的蚕场沙化和泥石流活动之间具有明显的相关性。

泥石流活跃区与柞蚕重要产区相关统计表[表8]

岫岩县(1987.8.19)

乡镇 泥石流(条)乡镇 泥石流(条)

大营子 4550 哈达碑 450

红旗3600 杨家堡 244

兴隆2750 苏子沟 450

岭沟1450

凤城县(1985.7.25)

鸡冠山 1815草河 798

宝山1479东汤1955

汤山城 897 凤山1600

由表得知,蚕场沙化与泥石流活动有明显的相关性,所以,蚕场沙化不得到控制,泥石流活动的进一步加强也就不能得到控制。可是,蚕场本身是一个小的生态环境,沙化容易,恢复就比较困难,至少在较短的时间内不易恢复。

综上所述,丹东地区泥石流正处在活跃期,无论范围、频率、强度等都有进一步扩大和加强的趋势,必须引起我们足够的重视,否则必将造成更大的损失。

注:本文写作时,岫岩县尚属丹东市辖,故将岫岩的考察包括在内。

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