1.洪流与冲沟

洪流俗称山洪,是指沿沟谷作快速流动的暂时性流水。每当雨季和融雪期,特别是暴雨过后,坡面细流向凹地汇合,并不断侵蚀地面,形成沟槽。沟槽流水比较集中,由于流量大,流速快,并挟带大量泥砂石块,对流经的地面产生强烈冲刷,可以使小沟加长、加深和加宽,不断发展扩大,形成冲沟,如图1-1-59 所示。

冲沟的发育主要受气候、岩性、沟底坡度和植被等因素控制。如我国黄土高原地区由于植被稀少,土质疏松,降雨强度较大,所以冲沟发育很快,地面大多被切割得支离破碎。在我国南方厚层的红土风化壳上,如植被受到破坏,沟谷也很发育。人类活动对冲沟发展也有很大影响,如滥伐树木、陡坡开荒,过度放牧而破坏斜坡上的植被以及顺坡开挖沟渠等,都会使冲沟发展加剧:相反,人类也可以改变上述不利的自然条件,根据生产和建设的需要来控制冲沟的发展,这不仅是水土保持工作的研究课题,而且也是工程建设要注意的问题。

冲沟的发展,对国民经济和工程建设都会造成很大的危害,它不仅使水土流失,农田耕作面积减少,地下水位下降,干旱影响加剧:而且冲沟破坏的大量泥砂石块还会被带入河流,使河道、水库迅速淤积。据统计,黄河中上游水库每年淤积量可达总库容的 17%以上。同时,冲沟发展还会强烈地切割地面,给修建渠道、铁路、公路等造成很大困难。由于冲沟发育,这些工程有时不得不另选较长的线路,或采取修建渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁和采取加固等措施,从而提高了工程造价。

2.泥石流

泥石流是发生在山区的一种水和大量泥砂石块相混杂在一起的特殊洪流。

泥石流的特点是突然暴发、历时短暂、流速快(快速的泥石流可达5~7m/s),所含固体颗粒一般超过 15%(有时超过 50%),并具有很大的破坏能力。泥石流所经之处,村庄和建筑物多被冲毁,给人民生命财产和经济建设带来严重危害。在我国西南、西北等地山区,泥石流最为常见。

泥石流的形成条件是:山坡及沟谷坡度陡,汇水面积大,汇水区内有厚层岩石风化碎屑覆盖,且山坡植物覆盖率低,降水强度大或短期内冰雪迅速消融。值得注意的是,人为的滥伐森林,陡坡开荒等,可使水土流失加剧,为促使泥石流活动创造了条件。

在泥石流地区选择引水路线和确定建筑物地点时,一般以绕避为好。若无法避开时，应根据具体情况拟定防治措施。

(1)预防措施,在汇水区加强水土保持,如植树种草,修筑梯田,调整地面水流,加固沟头与沟坡。

(2)拦截疏导措施:修建拦截坝、拦栅,以阻挡所携带的固体物质;改变沟谷纵坡,降低泥石流流速:在沟谷下游修建导流堤,排洪道等,将泥石流排除到对工程没有危害的地段。

3.洪积物(层)

山区洪流流出沟口后,由于地势骤然开扩,水流分散,坡度急剧变缓,流速很快降低，大量的碎屑物质便会在沟口处堆积下来,形成洪积物(层)。洪积物在沟口堆积的形状似“扇子”,故又称洪积扇,如图 1-1-60 所示。在流往短,坡度陡的沟口,洪积物堆积更快,形成坡度较大的锥形堆积体,称洪积锥。

洪积物的堆积面积大小不一,小的只有几百平方米,大的可达几十平方公里至几千平方公里。在许多大山与平原交界处,各条沟谷的洪积扇不断发展,相连成片,构成了山前倾斜平原。

洪积物的厚度由沟口向四周逐渐减小,且有一定的分选性。在洪积扇后缘(近沟口位置)堆积物颗粒粗大,主要为碎石、砾石和泥沙混杂堆积,常形成孔隙大、透水性强、强度较高而压缩性小的透镜体;向外,颗粒逐渐变细,分选性和磨圆度变好。在洪积扇前缘,堆积物则以细小的粘性土为主,偶而夹有砂或细砾石透镜体,具有平行层理和斜层理。一般孔隙率高、孔隙小、压缩性大而透水性较弱。