崩岗,是指山坡土体或岩体风化壳在重力与水力综合作用下分离、崩塌和堆积的侵蚀现象。“崩”是指崩塌侵蚀方式,“岗”则指所形成的地貌形态,故崩岗一词具有发生和形态方面的双重含义。按形态可分为瓢形崩岗、条形崩岗和箕形崩岗(弧形崩岗);按发展程度可分为活动型和稳定型;按单个崩岗的规模可分为小型、中型和大型。发生的主要条件是:①有疏松深厚的风化层作为侵蚀的物质基础;②以径流和重力作用作为侵蚀的营力;③由人为破坏活动作为促发崩岗的主导因素。崩岗主要分布在广东、福建、江西、湖南等省的花岗岩和部分砂砾岩区。严重毁坏土地资源,流失泥沙淹没农田、淤塞水库、抬高河床,破坏农业生产,妨碍水利和航运建设。治理措施应以拦蓄径流、消除冲刷和稳定重心、防治崩塌为目的;同时采取植物措施保护和改良土壤,提高其抗蚀抗冲能力,通常采用上截、下堵、中绿化的综合措施加以控制。
定义
华南广大风化壳坡地上发育着各种形状的深切山坡崩陷凹地形,其冲沟沟头部分经不断地崩塌和陷蚀作用而形成一种围椅状侵蚀地貌(曾昭旋,1960),在国外,此类地形称陡脊(ScarCrest),壁龛(niched ridges或Nischengrate),崩坡(Landslide或derrumbes),围椅状崩坡(deep-seated slope failure)等。在国内,特别是华南地区,则称之为崩岗。“崩岗”的命名具有发生学和形态学方面的双重意义,“崩”是指以崩塌作用为主要侵蚀方式,“岗”则指经常发生这种类型侵蚀的原始地貌类型。崩岗侵蚀作为一种严重的水土流失类型, 在我国南方地区,特别是风化壳深厚的花岗岩低山丘陵区分布十分普遍。
分布
根据南方7省(区)的普查资料统计,该区共有大、中、小型崩岗23.91万个,崩岗总面积1220km2,崩岗防治总面积2436km2。
从崩岗数量分布情况看 ,崩岗数量最多的是广东省(占崩岗总数的45.1% ),其次为江西省(占20.1%)、广西区(占11.6%)、福建省(占10.9%)、湖南省(占10.8%)、湖北省(占1%)及安徽省(只占近0.5%)。
崩岗面积和防治面积最大的是广东省,其崩岗面积占崩岗总面积的67.83%,防治面积占总防治面积的 45.9%。
侵蚀的成因
崩岗的形成和发展需具备3个基本条件:
(一)深厚的土层或风化母质层
这是崩岗发育的基础。尤其是花岗岩分布区,在南方温暖湿热的条件下生物化学作用强烈,形成的深厚风化壳一般可达10~50 m,石英沙粒含量高,在地表径流和重力作用下,土体极易崩塌形成崩岗。第四纪红色粘土上发育的红壤,土层可达10m以上,也易发生崩岗,而在页岩、紫色砂页岩、砂砾岩发育的丘陵山地也偶有分布,其他岩性分布较少。以湖南省为例,分布在风化花岗岩的崩岗面积占全省崩岗总面积的58.08%,第四纪红土类的占14.22%,砂砾岩类的占13.17%,泥质岩类的占8.12%,其它岩类的占6.41%。而福建省85%的崩岗都分布在
花岗岩丘陵盆谷地。
(二)暴雨径流
这是崩岗发育的动力,南方崩岗主要发生在年降雨量1400~1600mm等雨量线的区域内,并且降雨量
较降雨强度对崩岗侵蚀量的影响要大。
(三)气温
这是促进岩体本身机械崩解,降低抗蚀力、减少土体内聚力的必要条件。崩岗发生区域主要位于我国年均温16℃ 的等温线以南,严重发生区域位于我国年均温18℃的等温线以南。
总结
崩岗的发生和发展,是外营力的
侵蚀作用大于土体抗蚀力的结果。土壤结构中最松散易蚀的是底层的母质风化层,一旦侵蚀沟切透表层、过渡层进入风化母质层,便会造成沟蚀加剧、基底不稳,导致其上覆盖层的倾斜和倒塌。崩岗侵蚀的发生受多种自然因素和人为因素的影响和制约。自然因素主要有地质、气候、植被、地形、土壤等,人为因素包括陡坡开荒、滥砍乱伐、过度放牧、开矿采矿、辟山建房、开山修路等。自然因素是崩岗发生、发展的潜在条件,人类活动是加剧崩岗发生与发展的重要因素,在具备土层、岩性与气候条件,海拔为50~500 m的丘陵区是人类频繁活动的区域,也是崩岗集中发生的区域。
侵蚀的危害
(1) 破坏土地资源,威胁国土安全。崩岗侵蚀破坏土地资源,导致土地不能利用。崩岗侵蚀区年均土壤
侵蚀模数达4.91万(t/km2·a),远超过剧烈侵蚀强度标准。
(2)毁坏基本农田,危及粮食安全。一部分崩岗直接侵蚀坡面上的耕地,导致耕地面积减少,同时崩岗侵蚀产生的大量泥沙对下游的基本农田也造成毁灭性灾难。
(3)恶化生态环境,威胁生态安全。崩岗侵蚀往往形成崩壁陡峭的“烂山地貌”,使整个侵蚀区域土地生产力遭到彻底破坏,变成丧失地力的不毛之地,有的甚至基岩裸露,成了种草草不生、种树树不长,难以利用的“白沙岗”,生态环境极度恶化。
(4)加剧自然灾害,威胁公共安全。崩岗侵蚀区由于植被遭到破坏,土壤涵养水源的能力明显下降,造成下游水源补给的缺乏和水资源的可利用率降低。
形态的分类
崩岗主要由土墙、崩壁、冲沟、沟头、崩岗口、洪积扇、轴向等要素组成,要素决定形态。丘世均1994年按崩岗的形态特征把崩岗分为:条形崩岗、叉形崩岗、瓢形崩岗、箕形崩岗、劣地状崩岗。张淑光(1999) 、丁光敏(2001) 也在此基础上对崩岗进行了分类研究。较普遍认可的是把崩岗分为瓢状崩岗、条状崩岗、爪状崩岗、箕形崩岗、弧形崩岗、混合型崩岗。另外牛德奎(1994)等人对崩岗影响因子进行了调查,在综合分析影响因子的基础上又把崩岗分为:发展型崩岗、剧烈型崩岗、缓和型崩岗、停止型崩岗。
形成机理
崩岗产生的机理比较复杂,研究的还不充分。史德明(1984)把崩岗归为水蚀范围,张淑光(1990)等人认为应该属重力侵蚀范畴。研究崩岗侵蚀机理还只是从影响崩岗发育的因素着手。丘世均(1994)认为影响崩岗发育的因子很多,各因子所起的作用及相互之问的关系也较复杂。牛德奎(1994)提出崩岗的发生发展是诸如土壤、地质、植被、水文、人类活动等多种因素影响的结果,尤其是土壤、地质因素做起的作用更大。江金波(1995)、阮伏水(1995)、吴志蜂(1997)、陈金华(1999)、丁光敏(2001)、吴海彪(2001)、 刘瑞华(2004)等先后总结出岩性、地形地貌、气候、植被、人为活动等因素与崩岗的形成和发展均密切相关。
崩岗地貌
崩岗在复杂的发生发展过程中,形成了独特的侵蚀地貌。一些学者将崩岗侵蚀地貌划分为集水盆、沟道、洪积扇3部分。吴志峰等认为这样划分难以将崩岗侵蚀地貌完全包括,并且容易与泥石流相混淆。他们通过野外实地调查分析,将崩岗地貌划分为崩壁、崩积堆、冲积扇3部分。这3部分在发生上具有相关性,任何一个崩岗都具有这3个组合,只是规模和具体形态上有差异。
发育
崩岗的发育大致可以分为三个阶段:
(1) 深切活动期
以水蚀为主,由沟头跌水造成的冲刷下切力量,加上溯源沟蚀的作用,致使沟底加深,沟道加宽,沟岸陡壁形成,此时沟坡尚未出现堆积。
(2)崩塌活动期
侵蚀力逐渐由水蚀转化为重力,集水区的径流继续跌水,并不断入渗崩顶周围的裂隙和侵蚀沟,作为地下水保存起来,通过其潜蚀作用从崩底以下降泉的形式重新出露地面。与此同时,崩岗的溯源侵蚀、侧向侵蚀和下切侵蚀仍旧继续,土壤块体受重力发生断裂崩塌,崩顶不断向上和两边扩张逐渐接近分水岭,沟坡出现堆积锥,又被径流切割,崩壁越来越高,越来越陡。
(3)平衡趋稳期
崩顶发展到分水岭,集水坡面很小,水力冲刷作用变弱,基本只有重力崩塌仍然继续,但崩塌量已经大大减少,崩壁和沟岸坡度变缓,沟坡堆积量增大,崩岗发育趋向稳定,植被也逐渐恢复。
其中,第二阶段水土流失最为严重和危害最大,也是崩岗发育受外部影响最为复杂的阶段。
综合治理研究
崩岗的治理是花岗岩坡地侵蚀治理中的一个重要组成部分,其治理难度较大。过去在崩岗防治方面,主要采用生物工程、拦沙坝、坡面削坡开级等传统方法。由于崩岗的形成和发育,比坡面侵蚀严重得多,而与一般的滑坡类似,传统水土保持方法防治措施有所不足,因此,在崩岗治理研究方面还要深入,遵循崩岗侵蚀规律治理崩岗,效果更佳。
综合治理模式研究
经过多年的治理和试验研究,总结出有效治理崩岗的技术方法,概括为“上拦、下堵、中间削、内外绿化”。这种方法在福建省取得了很好的效果。另外,在崩岗顶部布设水平沟、排洪沟、防止水流进沟,控制沟头溯源侵蚀,在崩岗中段,修建挡土墙,拦沙坝和谷坊群,提高局部侵蚀基点;崩壁修建成水平阶,植树种草,稳定陡壁;在崩岗下游修建拦沙坝,防止泥沙下泄,危害农田、河道。这种方法更具体,分段治理崩岗。
要综合治理崩岗。丘世均(1992)从系统论原理出发论述了稳定沟壁、减少崩积堆输出和筑谷坊坝拦截对崩岗治理的意义。许金成等(1997)在对安溪崩岗长期治理的过程中,总结了三种开发利用治理模式:以耕作措施为主的治理模式、以植物为主的治理模式、以工程为主的治理模式,都取得了一定成效。近期,丁光敏(2001)也提出了针对各个子系统进行的综合治理模式:集水坡地的治理、崩积体的固定、崩岗通道的治理、崩岗冲积扇的治理等模式。在崩岗侵蚀的综合治理过程中要把工程措施与生物措施紧密结合起来,做到以工程保生物,以生物护工程。
开发治理模式研究
(1)变崩岗侵蚀区为水保生态区。是以林( 竹) 草措施为主的治理模式。主要是选用抗性强、耐旱耐瘠的树、 草种,采用高密度混交方式在崩岗侵蚀坡面、崩塌轻微且相对稳定的沟谷及其冲积扇造林;沟谷治理则采取必要的谷坊工程这种模式具有投资省的特点,但见效相对较慢,经济效益较小。对偏远的崩岗侵蚀区较为适用。
(2)变崩岗侵蚀区为
经济作物区。对地表支离破碎的崩岗群,采用机械或爆破的办法进行强度削坡,修成梯田种植果树、茶叶或其他经济作物。这种模式投入大,但见效快,经济效益显著。对崩岗相对集中的侵蚀区最为适用。
(3)变崩岗侵蚀区为工业园区地。地理位置较好、交通方便的崩岗群或相对集中的崩岗侵蚀区,采用机械把崩岗推平,并配置好排水、拦沙和道路设施。这一模式虽然投入大,但回报率高且快。主要适用于交通要道、集镇周边的崩岗侵蚀区。
近期,李旭义(2009)等提出将崩岗作为一个系统整体进行治理的范式:以崩口为单元,首先先疏导外部能量,治理集水坡面,固定崩积体,稳定崩岗壁,进而采取生物、工程等措施对每个部分进行治理,上、中、下同时启动。如图1所示。