🔬 初中科学七年级上第3章 人类的家园——地球自然灾害防灾避险

泥石流

一场暴雨后,整条山沟像一锅煮沸的粥翻涌而下——泥石流为什么来得这么快,山区人家该往哪里跑?

难度:★★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

2010 年 8 月 7 日深夜,甘肃舟曲。连日暴雨之后,三眼峪沟里传来一阵闷雷般的轰鸣。不到一小时,一条由泥、水、石块混成的「泥龙」冲下山谷,把县城一条街整个填埋。

亲历者的描述很一致:先听到声音,才看到东西。这正是泥石流最可怕的地方——它的速度可以达到每秒十几米,比人跑得快得多,而且它不是水,是一锅密度接近两倍于水的、裹着巨石的稠浆,撞上什么就推倒什么。

浙江也不是没有风险。杭州西部的天目山、临安、桐庐一带都是山区,每年梅雨季和台风季,气象部门都会发布地质灾害气象风险预警。2019 年台风「利奇马」过境时,浙江山区就发生了多处泥石流和滑坡。

泥石流不是无缘无故发生的。它需要三个条件同时凑齐——这意味着,只要读懂了条件,就能提前判断风险,也能在遇到时做出正确的选择。

知识讲解

泥石流是什么

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泥石流是山区沟谷或山坡上,由暴雨、冰雪融水等引发的、含有大量泥沙和石块的特殊洪流。它的特点是突然爆发、来势凶猛、历时短暂、破坏力极强

形成的三个条件

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泥石流的形成需要三个条件同时具备:地形条件——山区沟谷陡峭、地势起伏大,为泥沙石块提供下滑动力;松散物质条件——地表有大量松散的碎屑物(风化的岩石碎块、泥沙、砾石),是泥石流的「原料」;水源条件——暴雨或冰雪迅速融化,短时间内提供大量流水,把松散物质带动起来。

三者缺一不可:只有陡坡没有碎屑物,冲下来的只是清水;只有碎屑物没有暴雨,山坡就静静躺着。

人为因素为什么会加剧泥石流

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不合理的人类活动会大大增加泥石流风险:滥砍滥伐森林(植被失去了固定土壤、减缓径流的作用)、开山采石、修路时随意堆放弃土(人为制造大量松散物质)、在陡坡上开垦耕地(破坏坡面稳定)。

⚖️有林坡与无林坡,差别在哪
  • 有森林覆盖的山坡:树冠截留雨水,减小雨滴对地面的打击;根系像网一样把土壤抓住;枯枝落叶层像海绵,能吸水、延缓径流。
  • 裸露的山坡:雨水直接打在地面,泥土被冲刷带走,径流又快又急,很容易演变成泥石流。所以森林是最经济的防灾工程,「植树造林、保护植被」是防治泥石流的核心措施。

危害与防御

危害:冲毁房屋、道路、桥梁、农田,堵塞河道,造成人员伤亡,破坏山区生态。

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逃生要点:发现泥石流征兆时,要沿着与泥石流方向垂直的方向,向两侧的高处山坡上跑绝对不能顺着沟谷方向往下跑(跑不过泥石流),也不能躲在沟底、低洼处、大石头后面、树上或陡坡的凹处。

防治措施:植树造林、保护植被;修建拦挡坝、排导槽等工程;建立监测预警系统;不在沟口和沟道内修建房屋;暴雨预警时提前撤离。

实验与探究

模拟泥石流:植被有没有用

取两个相同的塑料托盘,都铺上湿泥沙并倾斜成同样的坡度(约 30 度)。甲盘表面覆盖一层草皮,乙盘保持裸露。用洒水壶在两盘上方以相同高度、相同水量同时洒水,收集流到盘底的水,比较浑浊程度和流下的泥沙量。

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现象:乙盘(裸露)流下的水又快又浑,盘底积了明显的泥沙;甲盘(有草皮)流下的水少而清,泥沙很少。分析:草皮的根系固定了泥沙,茎叶阻挡并减缓了水流,使一部分水渗入土中而不是全部变成地表径流。所以植被能显著减少水土流失,从源头上减少泥石流的「原料」和「动力」。变量控制:本实验必须保证两盘的坡度、泥沙种类和厚度、洒水的高度和水量完全相同,唯一不同的是有无植被

坡度对下滑的影响

在同一个铺满湿泥沙的托盘上,先把坡度调成 15 度洒水,再调成 40 度洒水,其余条件不变,比较冲下的泥沙量。

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现象与分析:坡度 40 度时冲下的泥沙明显更多,水流速度也更快。因为坡度越大,水和泥沙沿坡面下滑的分力越大,流速越快,携带能力越强。这解释了为什么泥石流几乎只发生在山区陡峭沟谷,而杭州主城区这样的平原地带不会发生泥石流。可见地形陡峭是三大条件之一,且坡度越陡风险越高。

经典例题

判断哪里有泥石流风险

下列四个地点,哪些存在较大的泥石流风险?请说明理由。

(1)天目山区一条陡峭沟谷的出口处,沟内堆着开山修路留下的大量弃土,正值台风暴雨;(2)杭州西湖边的平坦草坪,暴雨中;(3)临安某裸露陡坡,长期干旱无雨;(4)桐庐一处植被茂密的缓坡,中雨。

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第一步:写出判断标准——同时满足陡峭地形 + 大量松散碎屑物 + 充足水源三个条件才可能形成泥石流。第二步:逐项核对。

  • (1)陡峭沟谷 ✔ 大量弃土 ✔ 台风暴雨 ✔ → 风险很大,而且沟口正是最危险的位置。
  • (2)地形平坦 ✘ → 不会发生泥石流(可能积水内涝)。
  • (3)有陡坡和碎屑物,但缺少水源 ✘ → 暂无风险,一旦暴雨就危险。
  • (4)坡缓 ✘、植被固土 ✘、雨量不大 ✘ → 风险很小。

答案:只有(1)风险大。(3)属于「隐患已具备,只等一场暴雨」,需要长期监测。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 认为只要下暴雨就会有泥石流:三个条件必须同时满足,平原地区暴雨只会内涝。
  2. 顺着沟谷往下跑:这是最致命的错误。泥石流速度远超人的奔跑速度,必须向垂直方向的两侧高处跑。
  3. 躲在大石头后或爬树:泥石流能推倒巨石、连根冲走树木,这两种做法都不安全。
  4. 把泥石流当成一般洪水:泥石流含大量泥沙石块,密度大、冲击力强,破坏力远超同等水量的洪水。
  5. 忽略人为因素:答题时要写出滥伐森林、乱堆弃土、陡坡开垦这些人类活动的影响。
  6. 误认为在山谷中扎营是安全的:山区露营应选在地势较高、远离沟谷的开阔平地,绝不能在干河床或沟口过夜。

生活中的应用

🌏生活中的应用
  • 浙江地质灾害气象风险预警:梅雨和台风季,气象部门会用黄、橙、红三色预警提示山区居民,红色预警时必须提前撤离。
  • 山区公路的排导槽和拦挡坝:把可能的泥石流引导到安全通道排走,或把大石块拦在上游。
  • 天目山景区雨天封闭:暴雨时关闭溪谷步道,正是为了避开泥石流和山洪的高发时段与高发地点。
  • 退耕还林:把陡坡上的耕地恢复成林地,是浙江山区减轻水土流失的长期措施。

生活应用题 1 · 跑不过它,只能跑开它

在天目山区徒步的小杭听到上游传来轰鸣声,并看到溪水突然变浑、水位骤降后又骤涨。此时他站在沟谷底部,沟谷沿南北方向延伸,泥石流从北向南冲来。他应该往哪个方向跑?若泥石流速度约 10 米每秒,他跑步速度约 4 米每秒,请用计算说明顺沟逃跑为什么行不通。

分步解:

  1. 判断方向:泥石流沿沟谷由北向南,他应向东侧或西侧的高处山坡跑,即与泥石流方向垂直的方向。
  2. 假设他顺沟向南跑,泥石流此时距他 200 米。泥石流追上他的时间由相对速度决定,相对速度 =104=6= 10 - 4 = 6 米每秒。
  3. 追上所需时间 t=200633t = \dfrac{200}{6} \approx 33 秒;这 33 秒里他只跑了 4×33=1324 \times 33 = 132 米,还在沟里。
  4. 结论:顺沟跑一定被追上。而向侧面跑只需十几米就能脱离沟道,几秒即可到达安全高度。方向比速度重要

生活应用题 2 · 露营地该选哪一处

暑假小杭一家去临安山区露营,营地管理员给出两个位置:A 处在一条干河床上,平坦、离水源近;B 处在半山腰一块开阔的高地,离沟谷约 50 米,需要多走十分钟。当晚天气预报有雷阵雨。选哪一处?为什么?

分步解:

  1. 分析 A 处:干河床说明这里本来就是洪水和泥石流的通道,只是现在没水。
  2. 结合天气:夜间雷阵雨可能在上游形成暴雨,山洪或泥石流会沿原有沟道下泄,A 处正在路径上。
  3. 分析 B 处:地势高、离沟谷有一定距离、地形开阔,即使发生泥石流也不在其通道上。
  4. 结论:选 B 处。露营选址口诀:近水但不在水道上,向高不向低,开阔不在凹处

考点

🎯考点提示
  • 填空题:默写泥石流形成的三个条件(地形、松散物质、水源)
  • 选择题:判断某地是否具备泥石流发生条件
  • 简答题:说明人类活动如何加剧或减轻泥石流灾害
  • 简答题·高频:泥石流来临时的正确逃生方向及原因
  • 实验题:有无植被的对照实验,考查变量控制与结论表述
  • 综合题:结合浙江梅雨、台风天气分析山区地质灾害风险与防御措施

中考真题

真题2022 · 浙江杭州中考(改编)

下列关于泥石流的说法中,正确的是( )

A. 平原地区暴雨时也常发生泥石流 B. 遇到泥石流应顺着沟谷往下游快跑 C. 植树造林可以减轻泥石流的危害 D. 泥石流与人类活动完全无关

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逐项分析

  • A 错:泥石流需要陡峭地形,平原地区暴雨造成的是内涝。
  • B 错:应向与泥石流方向垂直的两侧高处跑,顺沟跑必被追上。
  • C 对:植被能固定土壤、减缓径流,减少松散物质和地表径流。
  • D 错:滥伐森林、乱堆弃土、陡坡开垦都会加剧泥石流。

答案:C。

真题2021 · 浙江中考(改编)

某山区村庄位于一条陡峭沟谷的出口处。近年来上游修路堆积了大量弃土,村民又砍伐了坡面上的树林开垦耕地。请分析该村泥石流风险增大的原因,并提出两条切实可行的防治建议。

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第一步:分析地形条件——村庄在陡峭沟谷出口,正是泥石流下泄堆积的位置,先天不利。第二步:分析松散物质条件——修路弃土大量堆在沟内,为泥石流提供了充足「原料」,这是人为增加的。

第三步:分析水源与植被——砍林开垦使坡面失去根系固土和枯枝落叶蓄水的作用,暴雨时地表径流又快又急。第四步:提出建议(任答两条)——① 停止陡坡开垦,退耕还林恢复植被;② 清理或加固沟内弃土,修建拦挡坝和排导槽;③ 建立监测预警和撤离预案,暴雨红色预警时提前转移。

易错:只答「多种树」不够具体,要结合本地的弃土和陡坡开垦这两个具体成因来答。

视频讲解

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