近段时间,我国南方普遍遭受洪涝灾害,肆虐的灾情牵动着全国民众的心。然而,和地震一样,洪水带来的危害其实远不止它自身那一泻千里、水漫金山的威能。17日,湖南古丈县由于暴雨影响发生特大泥石流及山体滑坡,有房屋和道路被冲垮掩埋。在新疆、湖北、江西、浙江、福建等地,也因暴雨发生了泥石流、滑坡等地质灾害。此为灾情时刻,我们不妨开宗明义、直奔主题:泥石流到底是什么?它容易发生在哪些地方?我们又该怎么避险呢?
泥石流是流动的泥沙和石块,泥石流的主体是地表的泥沙石块等固体成分,当这些固体混合了充分的水后,却会以流体化的形式运动。它兼具流体物质所具有的灵活运动性,和固体物质本身能够带来的高度破坏力。用一句话来直观描述泥石流的本质,它便是流体化的沉积物。泥石流的诱发依赖于三个危险因素:沉积物中的粘土、大量水的快速涌入以及山区的地势差异。粘土矿物高度发育的地区,是孕育泥石流的天然温床。
这类矿物具有特殊的物理和化学性质,对泥石流的产生具有明显的促进作用。在粒径层面,粘土物质粒度极细,能够跟水更充分地混合。它们均匀而细腻,使得混合后的物质具有更小的内摩擦力,比起大型刚性颗粒,可以表现出“更加流体”的行为。另一方面,这些细小颗粒堆积紧密,吸附在空隙里的水会在表面张力的作用下被牢牢地“锁定”住。第三方面,许多粘土矿物都具有良好的化学吸水特性,进一步增大了沉积物对水体的吸附力。
粘土的这些特性使粘土-水混合物整体重量稳定增加而不至于迅速流失,最终达到重力失稳形成泥石流。在灾情中,请密切关注你所在的地区是否具有丰富的粘土沉积物。
地表粘土质的发育往往受两个条件影响:其一是岩性,粘土矿物是各种常见造岩矿物遭受地表风化作用的主要生成物,地表绝大多数的岩石都是由这些造岩矿物组成的,这为粘土质的广泛发育奠定了稳定的物质基础;第二个条件是气候,我国南方湿润富氧、植被旺盛,几乎整体都是风化作用极端强烈的地带,在风化作用下,这些岩石可以被很轻易地蚀变为富含粘土矿物的地表风化层。
由于不少常见的粘土矿物都含铁,在湿润而富氧条件下极易被氧化为Fe3+染色离子,使粘土呈现出醒目的暗红色或砖红色。因此,在实际中,一定要注意避开“松软而光滑的红泥”堆积丰富的地区。一旦出现大量降水,这些地区很可能便是孕育泥石流灾害的首要高发区。如果说以粘土为主的沉积物是泥石流形成物质基础,那么水则是“触发导火线”的“燃料”。
没有水的混入,完全干燥而松散的沉积物也能发生流化行为,比如流沙,但我国南部基本跟它无缘。要形成泥石流,水需要在短时间内的大量涌入。如果地表水体不连续且少量地输入沉积层,就很容易在蒸发、生物吸取或者其他自然作用下从沉积物中流失,但反过来——一旦水分在短时间内大量涌入沉积层,比如高山融雪、普遍降水等,就会超过平时沉积层所能够承受的限度,造成重量的“过载”,最终诱发重力失稳。
于此同时,富水沉积物整体的流体化行为,又为失稳的沉积物带来极高的流动性,顺坡而下,席卷一切。这也是为什么往往在洪涝灾害期间,泥石流等次生灾害会频繁发生的主要原因。泥石流产生破坏力的动力学本质,是自身重力势能向动能的转化。因此高低地势之间的势能差,是泥石流运动起来的关键。
不过,和均一的液相流水不一样,泥石流毕竟是流体化的固体,就算再容易流动,它的粘度和摩擦力也比纯粹的流水大得多,波及面积还是相对局限,不太可能像流水一样,在平原上也能一泻千里。实际上,泥石流的波及范围主要受制于地表的地势起伏。在山区,人们抵御强降雨本身带来的斜坡面流或者谷间洪水的同时,还必须提防泥石流等次生灾害。
在起伏比较低矮甚至“一马平川”的平原,由于并没有有效的重力势差来为泥石流铺设“跑马场”,人们便可以一心一意地专心应对洪涝灾害了。泥石流不像普遍降雨,必定会有一个源头。俗话说水往低处流,泥石流这种液化沉积物流也一样,要想避开它,你往往得跑向高处:在沟谷丰富的山区,沟谷是最危险的地带,而局部的高地势则是相对安全的区域。但是,并不是说任何高处都是安全的,比如山体本身就很危险。
有句话叫“君子不立于围墙之下”,这句话在面对自然界时同样适用。在地貌起伏剧烈的区域,不光是松散沉积物,一切在高处的物质都可以随时转化成动能来造成破坏:从一块巨大的山石的下坠、到一堆杂乱漂砾的滚落,乃至一座山体的滑坡……它们之所以能动起来的原因不外乎还是重力失稳。很多山石(乃至整个山体)并不像看上去那么稳定,一旦受到点什么触发,它们很可能就全面崩解了。
在我国华南,山体的基岩中遍布着丰富的断裂和岩性薄弱带。谁知道这些断裂在山体内部形成什么样的网络呢?谁知道这些断裂是不是早已经把山体切成了一块块独立的巨岩而只待一触即发?谁知道半山腰上的巨石们到底是牢牢地扎根于山体还是就那么松垮垮地杵着?对于所有这些静力不稳定的岩体,流体都是一种极其重要的诱发因素。
水灌入裂缝时的动能可能让整个断裂系统瓦解;泥石流滚滚奔腾的力量足以把沿路的巨石裹挟推下;一个陡坡、一面峭壁,乃至整个山体,都可能在强降雨时因承受不了过多的水体负载而崩塌……在力所能及的情况下彻底避开它们,是免除危害最有效的方式。
有一些特征能够帮助我们进行一些最基础的判断,如果山体基岩上能够明显看到大量的断裂、如果斜坡上散落着大量的滚石或角砾、如果一些区域极其陡峭或者矗立着突兀的山岩……那么在洪涝灾害期间,这些地方都尽量不要涉足。最重要的是:请听询当地专业灾害防治人员的建议。听从并遵从当地环境灾害防治部门的建议与指挥,是避免次生地质灾害最便捷也是最有效的途径。
请向下列权威机构寻求预警信息及防灾指导:中央及各级地方地质环境监测机构,专门针对当地具体防灾需求,具有专业知识和丰富的经验。登录相应的官方信息平台可以实时跟进各地市的地质灾害气象预警信息。如果不具备充足的线上浏览时间,那么请在阅读完我们这篇文章之后,及时记下你所在地区环监站的实体单位地址、及其通讯方式,当你遇到灾情时,它们便是你第一时间与专业人员进行咨询与对话的有效窗口。
中央及各级地方国土资源厅和气象厅,地质灾害气象预警一般由当地国土资源厅和气象厅联合发布,在各省、自治区、直辖市的国土资源厅、气象厅等部门网站上,也会及时更新的气象-地质灾害信息。另外,在这儿我必须特意强调一下:在防灾时期,一定不能散播任何未经证实的信息。不要自行盲目解释任何无法进行充分认知的自然现象,并以此来指导自己或他人的行为。
传谣和盲动,不仅会给自身及相关人员带来直接的生命或财产风险,更会扰乱整个防灾系统的执行秩序、削弱防灾系统的公信力,从而为救灾工作徒增无谓的成本乃至不可挽回的代价。在面对自然灾害时,我们有很多免于恐惧的理由,但科学的认知、有秩序的协作、不屈不挠众志成城的信心,永远是一切理由得以成立的不二前提。