1.气象水文条件
来自地质体之外的,长时间降水、暴雨、冰雪融水、地表水体溃决所形成的水流,不仅是泥石流物质形成必不可少的物质条件,而且也是泥石流获得初始动能,得以流动的能量提供者。所以,水流的加入被视为一种外部条件。
对于广大泥石流活动区来说,降水及其形成的水文过程是各种外部条件中最为主要的因素。其中暴雨和特大暴雨常引发群发的泥石流,形成规模也较大。
我国除西北、西藏北部和内蒙古西部为降水稀少的内陆气候区外,其余地区都受季风气候的控制,夏季和秋季为多雨季节。
影响我国的夏秋降水的季风主要来自两个方向:一是来自西南,它将印度洋上空形成的水汽通过横断山南北走廊进入西藏东部、云南、贵州、四川,甚至影响长江以南广大地区的天气,造成大量的降雨,受这股气流的影响,1963年9月18日,云南东川1小时的降雨量达55.2mm;1977年5月14日成昆铁路线上的汉罗沟2小时的降雨量为127mm,这些暴雨均引发大规模泥石流暴发;另一方向的季风来自太平洋,夏秋之季,太平洋上形成的含有大量水分的热带气旋,以台风的形式从我国东部和东南部沿海登陆,每次都造成大范围暴雨或特大暴雨天气现象,其影响范围可以到达我国中西部,受此影响,1981年7月27日8号强热带风暴袭击了东北,辽宁老帽山地区6小时降雨量达395mm,最大短时降水达116.5mm/h,引发了巨大的泥石流。
除降水因素外,气温的升高,导致冰雪强烈消融也是引发某些特殊地区泥石流发生的主要原因。我国西北、西南一些高海拔地区,常年积雪或分布着大面积的冰川,当夏季气温升高,冰雪大量融化,时常会引发泥石流,我国西藏波密地区、新疆的天山地区就属这种情况。
研究表明,泥石流活动的频繁程度和规模与大气降水的时间分布、强度有着明显的统计关系。
(1)年降雨量。年降雨量越大,泥石流活动越强,但不同地区的泥石流暴发的年降雨量阈值差异性很大。如云南东川地区,年降雨量在400mm左右就有泥石流活动;而四川华蓥山区则需在800mm以上的年降雨量泥石流才可能活动。
在同一地区,降雨的年际变化对泥石流的活动也具很大的影响,如云南东川蒋家沟,多年丰水期泥石流活动频繁,达15次左右;而在多年枯水期,泥石流活动相对较弱,仅有数次。
(2)季节性降雨。泥石流活动主要分布在雨季,如长江上游地区,由于季风的进退,控制了降雨的时段,季风来得早,则雨季时间提前,一般年降水量较大,泥石流暴发时间也早。反之,随雨季的推迟,年降雨量偏少,泥石流发生得晚,且频数较小。
(3)日降雨量。日降雨对泥石流发生的影响主要表现在一天之中总降雨量对泥石流发生作用方面。由于雨季中多夜雨,致使同步发生的泥石流具规模大、危害重的特点。泥石流发生所需的日降雨量大小取决于流域的地质地貌条件。
(4)雨强。雨强即单位时间的降雨量,主要有1小时雨强和10分钟雨强两种表示方法。泥石流发生的激发条件中,雨强是个不可忽略的因素。据四川泥石流的统计资料表明,泥石流发生的1小时雨强最低在15mm左右,绝大部分在20~60mm之间。
2.人为活动
(1)人为开挖、弃土。修建铁路、公路、水渠以及其他工程时的岩土体挖掘与弃置。如:云南省东川至昆明公路的老干沟,因修公路及水渠,使山体破坏,加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡,致使泥石流更加严重。又如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填方,才能获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
如四川省冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土、矿渣,1972年一场大雨诱发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约1×105m3,淤埋成昆铁路300m和喜(德)-西(昌)公路250m,中断行车,给交通运输带来严重损失。
(2)乱垦滥伐。在人为活动条件下,如山区滥伐森林和不合理开垦土地,造成水土流失,产生大面积滑坡、崩塌,都为泥石流提供了物源。四川、云南等地区之所以成为我国最严重的泥石流活动区,其中一个重要原因就是近1个世纪来的滥伐森林资源。
如甘肃省白龙江中游现在是我国著名的泥石流多发区。而在1000多年前,那里竹树茂密、山清水秀,后因伐木烧炭,烧山开荒,森林被破坏,才造成泥石流泛滥。
又如,甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏了下游村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光。”
泥石流的规模和类型受许多种因素的制约,除上述三种主要因素外,地震、火山喷发等都有可能成为泥石流发生的触发因素。