暴雨泥石流活动、勘查、危险性评估及其防治(谭炳炎)

暴雨泥石流活动、勘查、

危险性评估及其防治谭炳炎铁道部中南科学研究所第一部份 暴雨泥石流活动ー、暴雨泥石流的基本概念我国是一个多山之国,山地面积约占2/3,山是江河之源,江河沟谷是地表径流对地表土壤产生侵蚀以后形成输送水和泥沙的通道,是ー个天然的输送系统,其形成和发展过程都是地壳运动的必然结果。沟源的侵蚀、水沙输移的强弱是流域特性的综合反映。河流两岸自古以来就是人类活动集中的地方，人类赖以生存又深受其影响,随着人口增加和开发山区矿业以及发展エ农业和国防事业的布局,人类活动正向山区发展。近年来山地灾害有日益增长之势。1、泥石流是ー种不同于洪水、滑坡的特殊洪流泥石流是山区常见的ー种灾害性的泥沙集中搬运现象,属于固、液两相流体运动。泥石流防灾学是研究地表形态演化学科中新独立出来的ー个分支,它是直接为国土开发,保证为人类安全生产建设服务的学科之一,它的发生和发展是地理环境、地质背景、气象因素和人类活动综合作用的结果。在泥石流体中的固体物质的颗粒间充满水或泥浆,为松散结构,在运动过程中形成动接触,没有稳定的连接构造，是ー种不稳定的流动体,因此和崩塌、滑坡体不同。在这种流动体中固体物质含量和粒度组成大大超过一般洪水的极限含沙量和粒度组成常见范围,以及某些粘性物质含量超过某一限度后出现的特性等,从而使这些流动体乂具有某种和洪水不同的特性，这就是我们需要认识既不同于崩塌滑坡,又不同于洪水,而是介于二者之间的泥石流。2、泥石流的形成机理泥石流是ー种特殊洪流。是山区汛期常见的一种严重的水土流失（泥沙失稳搬运）现象。它是泥沙在水动カ作用下失稳后,集中输移的自然演变过程之一,具有严重的灾害性。某些山区河流在汛期中由于暴雨或其它水动カ如溃坝、冰川、融雪等作用于流域内不稳定的地表松散土体上，由于松散土体失稳参与洪流运动，因此水和泥沙在流域内形成二种汇流现象,一是水的汇流;二是泥沙的汇流。这二种不同相的物质在共同的流动空间内混合而形成ー种特殊的水,沙混合输移现象。当这种特殊的流体中含沙量超过某ー限值后,因其流动特性的变化而形成的一种特殊洪流,它对工程设计及环境的影响与洪水、滑坡不同而称为泥石流。在ー些植被较好的陡坡面,下伏基岩或不透水层埋藏较浅、前期降水充分,上覆松散土体饱水后，由于土体中C、①值降低和有压地下水的作用,也可能形成坡面泥石流。3、泥石流的组构和运动特性由于流体中所含泥沙来自不同坡面和不同区段上自然或人为的松散的非均质上石堆积体,运动边界很不稳定、变形显著,其粒度的级配变化很大，以及在运动过程中固液相汇流过程的不恒定性和泥沙沿程补给与落淤的随机性而使容重、流量呈高度不稳定性和不均恒性。因为暴发突然,惯性大,运动呈直进性,历时短暂,故搬运能力和破坏能力极大。沿程泥沙的运动和堆积特性,存在三种类型,ー是整体搬运整体停积，沙、石、浆体不发生分选,如高浓度的泥流型和泥石型泥石流;二是整体搬运分散堆积,如高浓度的水石型和泥石型泥石流;三是分散搬运,分散堆积,如中、低浓度的水石型和泥石型泥石流。泥石流活动存在形成——输移ーー堆积三个发展阶段,是地表一次破坏和塑造过程，其平面呈一不对称的哑铃,形成区和堆积区的形态极不稳定。形成区形态由条带状向树枝状发展,而流通区则在发展过程中相对稳定。堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进入下游大河的泥沙,严重的可以堵塞大河形成壅塞湖,一旦潰决将给沿河上下游造成二次灾害,局部堵塞时易使下游大河河型发生变化，改变河流输水输沙条件。由于松散物体在失稳过程中释放巨大能量,在运动过程中，惯性大,速度快。因其具有强大的动能和携带大量的泥沙石块,故能冲毁或淤埋沿途中各种建筑物。4、泥石流活动的地域分布泥石流活动的分布特征因地面松散固体物质的形成、输移和堆积环境与地质构造、地层岩性和人类活动有关。故泥石流一般都是发育在新构造活跃地区,构造复合部、局部隆起区以及深大断裂破碎带上。地震和人类活动具有诱发和加剧活动的作用。在抬升区和隆起区内的地形有利于松散地堆积物的起动输移。在国内的第一、二阶梯和第二、三阶梯地形的联接地带、山前断陷地带是泥石流的集中分布区。83%的泥石流沟分布在第二阶梯地形内,。根据我国特殊的地形、地质、气候和人文环境,泥石流活动各区易发(严重)程度可分为:1)、第一阶梯内青藏高原山区:植被稀少,物理风化严重,物源条件充足，但因水源条件不充分，暴雨强度和总量均较低,故属于暴雨泥石流轻度易发区。2)、第三阶梯内的山区:暴雨形成强度和总量均较大,但地表植被好,化学风化为主物源条件不很稳定,南北方差异大,故为暴雨泥石流中度易发区。3)、第二阶梯内山区:主要受纬向因素决定,大体可分为三区:(1)秦岭以南广大山地:属湿润高中山区,地形差异大，雨量丰沛、物源丰富,故为暴雨泥石流极易发区;(2)秦岭以北、阴山以南的第二阶梯中部地区：属半干旱、半湿润地区,有大片黄土和部分沙漠覆盖，物源丰富,暴雨强度大而总量不足,是暴雨泥石流的极易发区和中等易发区相间的过渡区;(3)广大的新疆,内蒙及甘、宁一部分等第二阶梯的北部:属半干旱和干早的高中山区,有大片沙漠黄土、戈壁,植被稀少,物源丰富而水源不足,故为泥石流轻度易发区。

二、泥石流与洪水、滑坡的区别泥石流是ー种特殊洪流,由于流体属性、流型、泥沙补给条件、含沙量和形成条件等的特殊性而有别于洪水、滑坡。三者的主要区别见表1―2一1表1-2—1 泥石流与洪水、滑坡的区别泥石流判别条件洪水水石流泥石流泥流滑坡重度(tf/m3<1.321.321.321.622.1流体属性牛顿体（ー相）牛顿体（二相）牛顿体（二相）牛顿体（二相）牛顿体（二相）非流体（ー相）流型Fr=V2/gh紊流型Fr>l紊流型Fr>l紊流型Fr>l紊流型Fr>l层流型Fr<l滑动（沿一定滑面滑动、蠕动动カ类型水动カ型水动カ型水动カ型水动カ型土体沿剪切面作重力运动粘滞性无粘性无粘性无粘性有粘性有粘性只在剪切面上可能存在运动恒定性非恒定流强非恒定流强非恒定流强非恒定流不存在起始切应カ无无无有很小无有有河床坡降<3°3°~25°3°~25°3°~25°土体结构1:体脱离母体后,不存在原有结构，在水体リ」成自由或半自由状态存在。土体脱离母体后，不存在原有结构,在水体中成自由或半自由状态存在。土体脱离母体后，不存在原有结构,在水体中成自由或半自由状态存在。上体脱离母体后，不存在原有结构，在水体中成自由或半自山状态存在“除滑面附近土体结构破坏タト，滑体上的土体结构破坏不太大。泥沙补给与输移分散的面上补给及沟岸和沟底的冲淤变化的沿两岸崩滑体及沿程大冲、大淤、堵塞溃决的集中补给，以及分散两岸崩滑体及沿程大冲、大淤、堵塞溃决的集中补给,以及分散的面两岸崩滑体及沿程大冲、大淤、堵塞溃决的集中补给,以及分散的面泥沙无流动现象。程补给。的面上补给。上补给。上补给。泥沙粒径与级配的变化粒径与级配的变化不大粒径与级配的变化很大粒径与级配的变化很大粒径小、级配的变化较均匀粒径与级配无变化活动边界条件沿・定沟槽流动,流路较稳,微地貌变化小沿一定沟槽流动,但流路不稳定,微地貌变化很大沿一定沟槽流动,但流路不稳定,微地貌变化很大沿一定沟槽流动,但流路不稳定,微地貌变化很大剪切破坏，滑体沿主滑方向滑动形成的制约因素受流域内的产水、产沙控制受流域内暴雨强度及不稳定的物源量与产状控制受流域内暴雨强度及不稳定的物源量与产状控制受流域内暴雨强度及不稳定的物源量与产状控制受地下水和土体剪切作用控制三、泥石流的类型现行泥石流分类方法很多,专家们从不同的角度来认知泥石流,既有深度,也有广度。从现场生产应用和方便考虑，多采用以下几种分类方法。.按泥石流的成因分1)自然演变型区域地质环境差,地表松散岩、土体稳定性较低,生态环境脆弱的某些山区,在长期的自然演变过程中,由于水动力作用,发生的・种泥沙(地表松散物)集中搬运现象。2)人类不合理活动型人类活动对环境的干预所造成的负面结果,在・定条件下将形成人为的泥石流,常见的人类不合理活动有:(a)エ、矿、交通、城镇建设弃渣不当,环境意识不足,管理水平低。(b)切坡、陡坡开荒、过度放牧。过度砍伐森林等落后生产模式。(c)建筑标准较低的堤、坝、中小水库、水渠,支挡等水工和土工建筑物。(d)陡坡面上植被单ー,缺乏科学的多层次立体防护。3)混合型既有自然演变的部分,也有一部分是人类不合理活动造成的。

.按泥石流活动产出的环境分1）坡面型泥石流主要发生在30度以上的山坡坡面上,不透水层埋藏较浅,表层有较好的植被覆盖,无沟槽水流,水动カ为地下水浸泡和有压地下水作用,在同•坡面上可多处同时发生,成梳状排列,突发性强,无固定流路。2）沟谷型泥石流有明显的坡面和沟槽汇流过程,松散物主要来自坡面和沟槽两岸及沟床堆积物的再搬运。泥石流流动除在堆积扇上流路不确定外,在山口以上基本上集中归槽。二者特点见表1—3—1：二者特点见表1—3—1：表1-3—1 坡面型泥石流 1、无恒定地域与明显沟槽,只有活动周界。轮廓呈保龄球形。2、限于30°以上斜面,下伏基岩或不透水层浅,物源以地表覆盖层为主,活动规模小,破坏机制更接近于坍滑。3、发生时、空不易识别,成灾规模及损失范围小。4、坡面上体失稳，主要是有压地下水作用和后续强暴雨诱发。暴雨过程中的狂风可能造成林、灌木拔起、倾倒,使坡面局部破坏。5、总量小，重现期长,无后续性，无重复性。6、在同一斜坡面上可以多处发生,呈梳状排列,顶缘距山脊线有一定范围。7、可知性低、防范难。 沟谷型泥石流 1、以流域为周界,受一定的沟谷制约。泥石流的形成、堆积和流通区较明显。轮廓呈哑铃形。2、以沟槽为中心,物源区松散堆积体分布在沟槽两岸及河床上,崩塌滑坡、沟蚀作用强烈,活动规模大,由洪水、泥沙两种汇流形成,更接近于洪水。3、发生时空有一定规律性，可识别,成灾规模及损失范围大。4、主要是暴雨对松散物源的冲蚀作用和汇流水体的冲蚀作用。5、总量大,重现期短,有后续性,能重复发生。6、构造作用明显,同一地区多呈带状或片状分布，列入流域防灾整治范围。7、有一定的可知性,可防范。.按泥石流体中组成物质特性分:1）泥流型:固体物质以细颗粒粘上和泥沙为主,混合较为均匀,浆体流变特性不再属于牛顿体的•种泥石流,其容重的判别指标根据沙玉清和钱宁教授有关黄土浆体流变特性试验,泥流与洪水的容重分界点Yc=L6t/m：io2）水石型:固体物质以粗颗粒泥沙、石块为主,水沙呈分离状,浆体流变特性服从牛顿体的・种泥石流。根据模型试验观测到的流动和堆积形态和专家们多次讨论的约定,水石流与洪水的容重判别指标,分界点r「=1.3t/m3。3）泥石型:介于上述两种类型间的ー种泥石流类型。固体物质的级配差别很大,细颗粒物质和粘土物质含量视流域内土体贮量产状而异,浆体流变特性则取决于粘土物质含量及性质。泥石流与洪水的容重判别指标,分界点員=1.3t/m:,o其分类主要技术指标见表1—3—2：表!—3—2 按泥石流的物质组成分分类指标泥流型泥石型水石（沙）型重度21.60t/m321.30t/m321.30t/m3物质组成粉沙、粘粒为主,粒度均匀，98%く2.0mm可含粘、粉、沙、砾、卵、漂各级粒度,很不均匀粉沙、粘粒含量极少,多为＞2.0mm各级粒度,粒度很不均匀（水沙流较均匀）流体属性多为非牛顿体,有粘性，粘度〉〇.3~0.15Pa.S多为非牛顿体,少部分也可以是牛顿体。有粘性的,也有无粘性的。为牛顿体,无粘性残留表观有浓泥浆残留表面不干净,表面有泥浆残留表面较干净,无泥浆残留沟槽坡度较缓较陡(>10%=5.71°)较陡（＞10%）分布地域多集中分布在黄土及火山灰地区。广见于各类地质体及堆积体中。多见于火成岩及碳酸盐岩地区。4、按暴发的周期、频率分:第三阶梯内的湿润地区的河沟发生泥石流的周期较长规模大，周期短,规模小。第・阶梯及第二阶梯内干旱少雨地区，因松散固体物源充分，只要降雨诱发条件具备便可发生各种规模的泥石流。这些地区泥石流发生受暴雨周期制约,因暴雨少、周期长故同—条沟泥石流发生周期也长。第二阶梯内,物源水源条件均充分,故泥石流发生的周期较短,部分泥石流沟年内可连续多次发生,且规模较大。高频泥石流:1年多次至5年1次。 中频泥石流: 1次/5〜20年）。低频泥石流:1次/20〜50年）。 极低频泥石流： 1次/＞50年）。5、按流体性质可分为粘性泥石流和稀性泥石流,其分类主要技术指标见表1—3―3表1—3—3泥石流按流体性质分性质稀性泥石流粘性泥石流流体的组成及特性浆体是由不含或少含粘性物质组成,粘度值〈0.3Pa.S,不形成网格结构,不会产生屈伏应カ,为牛顿体。浆体是由富含粘性物质（粘土、く0.01mm的粉砂）组成，粘度值＞0.3Pa.S,形成网格结构，产生屈伏应カ，为非牛顿体。非浆体部份的组成非浆体部份的粗颗粒物质由大小石块、砾石、粗砂及少量粉砂粘土组成。非浆体部份的粗颗粒物质山＞0.01师粉砂、砾石、块石等固体物质组成。流动状态紊动强烈，固液两相作不等速运动，有垂宜交换,有股流和散流现象，泥石流体中固体物质易出、易纳,表现为冲、淤变化大。无泥浆残留现象。呈伪・相层状流,有时呈整体运动,无垂直交换,浆体浓稠,浮托カ大,流体具有明显的辅床减阻作用和阵性运动，流体直进性强，弯道爬高明显,浆体与石块掺混好，石块无易出、易纳特性,沿程冲、淤变化小，由于粘附性能好，沿流程有残留物。堆积特征堆积物有一定分选性,平面上呈龙头状堆积和侧堤式条带状堆积,沉积物以粗粒物质为主,在弯道处可见典型的泥石流凹岸淤、凸岸冲的现象,泥石流过后即可通行。呈无分选泥砾混杂堆积，平面上呈舌状，仍能保留流动时的结构特征,沉积物内部无明显层理,但剖面上可明显分辨不同场次泥石流的沉积层面,沉积物内部有气泡，某些河段可见泥球，沉积物渗水性弱，泥石流过后易干涸。四、泥石流发生与否的综合判别模式山区某ー流域在降雨的作用下是否发生泥石流,这是一个极其复杂的问题。它是天上降雨作用于流域地表后,由于地表存在的大量不稳定的松散体在水动カ作用下失稳进入沟槽输移而形成的特殊洪流。1990年我们在“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”中曾把泥石流形成过程概化为天上降雨的水动力主动作用系统和地面接受降雨作用的被动应变系统。根据两系统诸活动性因素的作用机制,量级差别及在流域的空间位置的组合关系来确定其是否形成泥石流。在三个试验区的试验资料及可能收集到的历史泥石流发生事件等资料基础上，建立了由暴雨条件函数ガ和流域环境动态函数M组成的泥イ」流发生判别函数:Y=R•M （1—4—1）式中 Y--泥石流发生的判别函数;Rー降雨条件函数;册—地面环境动态函数降雨是形成泥石流的主要条件。形成泥石流的降雨有三种情况:一、有前期降雨的类型:多为大中尺度降雨过程,覆盖面广,历时长,多出现在我国东部和中部多雨地区。二、无前期降雨的类型:多属于中小尺度降雨过程,三、局地暴雨型:多在高中山河谷地带,局地暴雨性质突出,历时短,强度大,迎风、背风面差别大等，多出现在我国中部和西部地区。1、降雨条件的函数的确定:在选择反映降雨条件的参数中,根据国内外大量观测资料的分析和专家们较一致的看法选定:年平均降雨量（H年）。有无前期降雨,24h最大雨量（Hの。lh最大雨量（H.）和lOmin最大雨量（H1/6）o根据成昆铁路甘洛试验区,天水水上保持科学试验站诸泥石流沟已发生或未发生泥石流的观测资料点绘ル广乩和Hレ6关系及泥石流发生与否分区（图1—4-1）〇从图可以看出H「Hレ6关系较为密切。比「用的关系图因む有可能包括多个或不足•个降雨过程的雨量等复杂情况。因此二者关系不很密切,但对发生泥石流与否的分区划分影响不大。于是得到泥石流发生的降雨条件函数:图1-4-1降雨参数あ⑺、H,(D),レ,⑺组合关系图R=K""ー+-^1-+一Hg (1一4--2)24(D) "1(。)"176(D)?式中:K——前期降雨量修正系数,K>1,无前期降雨时,K=l；H24 24h最大降雨量H2t<D）—该地区可能发生泥石流的24h限界雨量H, lh最大降雨量;H1（o）—・该地区可能发生泥石流的lh限界雨量;H1〇 lOmin最大降雨量;⑹一该地区可能发生泥石流的lOmin限界雨量。当;R<3.1 安全雨情R23.1 可能发生泥石流的雨情R=3.1—4.2发生机率V0.2R=4.2—10发生机率VO.2—0.8R>10 发生机率>0.8H24（1）»七”乩6⑺雨量限界值因地区和流域而异。我国山区分布地域广，雨量监测点甚少，目前还不能达到对每条泥石流沟进行统计分析,定出可能发生泥石流的H24m、《⑺、Hレ6W的限界值。为此,我们吸收我国暴雨分区成果按年均降雨量分区，对全国各地在历史上发生过和未发生泥石流的有雨量观测资料的工点或附近收集到的H24(D)>Km、H1/6（d，及泥石流发生前当次降雨量（H。）和有无前期降雨的资料进行统计分析,定出可能发生泥石流的H源⑺、と⑺、及H。⑺的限界值。按全国各地平均降雨量分区编制的限界值见表1-4-1〇表1-4--1可能发生泥石流的"“（》、H\（d）> （o）>外山的限界值表年均降雨分区H14(D)Hi(D)H(D)代表地区>1200100401270浙江、福建、广东、广西、江西、湖南、湖北、安徽、京郊、辽东、及云南西部、西藏东南部等省山区1200—80060201035四川、贵州、云南东部和中部、陕西南部、山西东部、内蒙古、黑龙江、吉林、辽西、冀北、西等省山区800—4003015620陕西北部、甘肃、内蒙古、宁夏、山西、新疆部分、四川西北部、西藏等省山区<4002515515青海、新疆、西藏及甘肃、宁夏两省区的黄河以西地区2、流域环境动态函数的确定流域环境动态函数是流域承受暴雨或其它水动カ因素作用后,流域内决定泥石流活动的15项因素将产生不同程度的动カ效应,其权重按专家调查结果综合取值,15因素根据调查结果分级、编制成流域环境动态因素量化表,见表1-4一2〇流域环境动态函数（1—4—3）式中:ル——易发因素M=£kN动态统计权重 某一时段内,环境动态判别式れ乂=乂后一NUN——易发因素数量化评分值 △N1为正值,表示环境质量在恶化M——泥石流流域环境动态函数 ふM为负值,表示环境质量在改善当:M211.37 很不稳定 11.37>M28.40 不稳定8.40>M^3.50 基本定稳定 3.50>M 稳定五、泥石流沟易发程度的数量化综合评判方法泥石流沟的综合评判包括两个内容:ー是根据泥石流的客观条件（变量），即泥石流沟的判别因素判别其是否为泥石流沟。二是对判定属于泥石流的河沟,依据判别因素的量级,评定其在一定的暴雨激发下泥石流活动的规模和强度,即易发（严重）程度。泥石流沟的易发程度数量化易发程度的数量化综合评判,我们选用有代表性15项因素进行计分,按总分值来评判,分级和量化参见表1-5—1泥石流沟易发程度数量化综合评判等级标准见表1-5一2六、泥石流发展阶段的判别泥石流是山地自然演变过程中表层松散物质在水的作用下失稳输移的形态之ー。其发展阶段与所在地区地质构造的发展周期、暴雨周期和人类活动的强弱有关,因此泥石流沟活跃程度的发展阶段可分为形成期（青年期）、发展期（壮年期）、衰退期（老年期）、停歇或终止期四个阶段。其识别标准参见表1―6一1表!-5-1泥石流沟易发程度和流域环境动态因素数量化评判分级表序号影响因素量级划分极易发（A）N/M得分中等易发（B）N/M得分轻度易发（C）N/M得分不易发生（D）N/M得分1崩坍、滑坡及水土流失（自然和人为活动的）严重程度崩坍、滑坡等荊カ侵蚀严重,多层滑坡和大型崩坍,表土疏松,冲沟十分发育21/4.62崩坍、滑坡发育,多层滑坡和中小型崩坍，有零星植被覆盖冲沟发育16/3.52有零星崩坍、滑坡和冲沟存在12/2.64无崩坍、滑坡、冲沟或发育轻微1/0.222泥砂沿程补给长度比（%）>6016/2.460—3012/1.830—108/1.2<101/0.153沟ロ泥石流堆积活动程度主河河形弯曲或堵塞,主流受挤压偏移14/0.14主河河形无较大变化,仅主流受迫偏移11/0.11主河河形无变化,主流在高水位时偏,低水位时不偏7/0.07主河无河形变化，主流不偏1/0.01

4河沟纵坡(%0)>12°(213)12/2.4012°-6°(213—105)9/1.806°-3°(105—52)6/1.20<3°(52)1/0.205区域构造影响程度强抬升区,VID度以上地震区,断层破碎带9/0.09抬升区，vn-VIII度地震区，有中小支断层7/0.07相对稳定区,VII度以ド地震区，有小断层5/0.05沉降区,构造影响小或无影响1/0.016流域植被覆盖率(%)<109/1.0810—307/0.8430—605/0.60>601/0.127河沟近期一次变幅(m)>28/0.082—16/0.061—0.24/0.04<0.21/0.018岩性影响软岩、黄土6/0.12软硬相间5/0.10风化强烈和节理发育的硬岩4/0.08硬岩1/0.029沿沟松散物储量(104m7km2)>106/0.3610—55/0.305—14/0.24<11/0.0610沟岸山坡坡度(%0)>32°(625)6/0.2432°—25〇(625—466)5/0.2025°—15°(466—268)4/0.16<15°(268)1/0.0411产沙区沟槽横断面V型、U型谷、谷中谷5/0.15宽U型谷4/0.12复式断面3/0.09平坦型1/0.0312产沙区松散物平均厚度(m)>105/0.0510—54/0.045—13/0.03<11/0.0113流域面积(km2)0.2—55/0.505—104/0.40.2以下、10—1003/0.3>1001/0.1014流域相对髙差(m)>5004/0.04500—3003/0.03300—1002/0.02<1001/0.0115河沟堵塞程度严重4/0.04中等3/0.03轻微2/0.02无1/0.01

是与非的判别界限值划分易发程度等级的界限值等级标准得分N的范围等级按标准得分N的范围评判是44〜130极易发116〜130易发87~115轻度易发44〜86非15〜43不发生15-43表1-5―2泥石流沟易发程度数量化综合评判等级标准表表!-6-1 泥石流沟发展阶段的识别表泥石流沟易发程度数量化综合评判等级标准表识别标记形成期（青年期）发展期（壮年期）衰退期（老年期）停歇或终止期主支流关系主沟侵蚀速度く支沟侵蚀速度主沟侵蚀速度>支沟侵蚀速度主沟侵蚀速度く支沟侵蚀速度主支沟侵蚀速度均等沟口地段沟口出现扇形堆积地形或扇形地处于发展中沟口扇形堆积地形发育，扇缘及扇高在明显增长中沟口扇形堆积在萎缩中沟口扇形地貌稳定主河河型堆积扇发育逐步挤压主河,河型间或发生变形,无较大变形主:河河型受堆积扇发展控制,河形受迫弯曲变形,或被暂时性堵塞主河河型基本稳定主河河型稳定主河主流仅主流受迫偏移,对对岸尚未构成威胁主:流明显被挤偏移,冲刷对岸河堤、河滩主:流稳定或向恢复变形前的方向发展主流稳定新老扇形地关系新老扇叠置不明显或为外延式叠置，呈叠瓦状新老扇叠置覆盖外延,新扇规模逐步增大新老扇呈后退式覆盖，新扇规模逐步变小无新堆积扇发生扇面变幅+0.2〜+0.5m>+0.5mく±〇.2m无或成负值贮量5To万n?/knf>10万mVkm-1-5万m3/km'<1-0.5万m7km2松散物存在状态高度H二1〇〜30m高边坡堆积H>30m高边坡堆积H<30m边坡堆积H<5m坡度4)=32°〜25°¢>32°¢=15°〜25°¢<=15°泥沙补给不良地质现象在扩展中不良地质现象发育不良地质现象在缩小控制中不良地质现象逐步稳定沟槽变形纵中强切蚀，溯源冲刷,沟槽不稳强切蚀、溯源冲刷发育,沟槽不稳中弱切蚀、溯源冲刷不发育,沟槽趋稳平衡稳定

横纵向切蚀为主纵向切蚀为主,横向切蚀发育横向切蚀为主无变化沟坡变陡陡峻变缓缓沟形裁弯取直、变窄顺直束窄弯曲展宽自然弯曲、展宽、河槽固定植被覆盖率在下降，为以荒坡为主，覆盖率＜覆盖率在增长,为覆盖率较高，30%〜10%10%30%〜60%>60%触发雨量逐步变小较小较大并逐步增大第二部份 泥石流地区的调查,勘查泥石流调查、勘查的目的是查明泥石流发育的自然环境、形成条件,泥石流的基本特征和危害,为泥石流防治方案的选择和防治工程的设计提供基础资料。泥石流勘査工作可划分为:（一）、泥石流调查、（二）、泥石流勘査、（三）、泥石流的物理力学指标试验三部分。泥石流调查填写的表格按国土资源部统ー标准表2—1—1、表2—1一2表2—1—1泥石流调査表（一）项目名称: 调查单位:沟名野外编号统・编号沟口位置东经:0,“省（市）区街道北纬:。,”水系名称泥石流沟与-1-1河关系主河名称泥石流沟位于キ:河道沟ロ至主河道距离（m）口左岸 口右岸泥石流沟主要参数、现，伏及灾害史调査水动カ类型口暴雨口冰川口溃决ロ地ド水沟口巨石大小（m）65泥砂补给途径ロ面蚀ロ沟岸崩滑口沟底再搬运补给区位置口上游口中游口下游降雨特征值H年皿H年即H1"kH时EXH时HlO分怦!mxH1。分件〈p沟口扇地形特征扇形地完整性（蛤扇面冲淤变幅土发展趋势口下切口淤高扇长（m）扇宽（m）扩散角「）挤压主河口河形弯曲主流偏移口主流偏移口主流只在高水位时偏移ロ主流不偏地质构造口顺沟断层口过沟断层口抬升区口沉降区口褶皱口单斜地震烈度（度）不良地质体情况滑坡活动程度口严重口中等口轻微规模口大口中口小人工弃体活动程度口严重口中等口轻微规模口大口中口小

自然堆积活动程度口严重口中等口轻微规模口大口屮ロ小上地利用魏）森林灌丛草地缓坡耕地荒地陡坡耕地建筑用地其它防治措施现状口有口无类型ロ稳拦 ロ排导ロ避绕口生物工程监测措施口有口无类型口雨情ロ泥位口专人值守威胁危害对象口城镇口村寨口铁路口公路口航运口引灌渠道口水库口电站口エ厂口矿山ロ农田口森林口输电线路口通讯设施口国防设施威胁人口（人） 1威胁资产（万元）灾害史发生时问（年/月/日）死亡（人）大牲畜损失（头）房屋（间）农田（亩）公共设施直接经济损失（万元）全毁半毁全毁半毁道路(km)桥梁（座）泥石流特征重度(t/m3)卜流式(m7s)泥位（m）表2—1—2 泥石流调査表（二）沟名调査编号调查单位地理位置东经行政M位省市（县）县级邮编北ス，区乡（镇）电话选用地形图号比尺选用地质图号比尺水系名泥石流沟汇入河道名左岸别 右出山口至水边距离（m）泥石流综合评判表不良地质现象友育程度ABCD评分泥石流沟+:要参数、现状及灾害史调査水动カ类型暴雨冰川溃决地下水出口巨石粒径（mm）补给段长度比%ABCD评分泥沙补给性质面蚀沟岸崩滑沟底再搬运补给区位黄卜藹中游下游沟口扇形地状况ABCD53降雨特征值H年nnxH^lnnxHlnnxHi/tioaxH年0・H2yHur主沟纵坡%ABCD评分构造影响ABCD评分山口扇形地特征值扇形地完整性（%）扇面上冲淤变幅（m）±发展趋势下切淤高植被覆盖率（%）ABCD评分扇长（m）扇缘宽（m）扇面角（度）挤压大河ABCD冲淤变幅（m）ABCD评分M域构造特征地震烈度顺沟断层过沟断层褶曲强抬升、抬升区相对稳定沉降区单斜界性ABCD评分不良地质体类型及发育程度、规模崩塌严中轻大中小滑坡严中轻大中小人工弃体严中轻大中小自然堆积严中轻大中小松散物储量10'm7km2ABCD评分土地利用状况占地面积（%）森林灌丛草地农耕地荒:地伐林程度坡耕地山坡坡度（度）ABCD评分河沟横坡面ABCD评分防治措施现状有无类型栏排绕生物工程松散物平均厚（m）ABCD即监测现状有无类型陶情泥位人守专值流域面积（km2）ABCD评分可能受威胁或受危害的对象城镇场村铁路公路航运水利设施电站ェ厂相对高差（m）ABCD评分矿山输电线路通讯设施国防农田森林堵塞程度ABCD评分人口数（人）估计经济损失（万）总分灾害史灾害发生年代易发程度受灾对象泥石流类型人员（人）死伤失踪牲畜（头）死伤失踪重度(t/m!)房屋（间）全毁半毁农（田）ハー田全毁半毀公共施舍道路处III桥梁处m水库,座m渠道处n发生频次」发展期估计经济损失（万元）冲淤变化（m）冲淤泥石流特性重度(t/m2)石块大小（mm）泥位（01）流量（m：7s）ー、泥石流调查:对暴发泥石流可能危及人民生命财产安全的流域沟谷,原则上不动用山地エ程的地勘手段,针对泥石流活动区域进行面上的的有关泥石流形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等方面的各种实地调查、测绘,资料收集、等常规的分析论证与评判。区分泥石流沟（含潜在泥石流沟）和非泥石流沟,确定易发程度和危害等级并对泥石流沟、潜在泥石流沟的防治方案提出建议。1、暴雨泥石流调查为了查明暴雨泥石流的形成、运动、灾害、防治等方面现实的、历史的状况而开展的调查,按专业和外业工作协调配合可分解为以下几方面的工作:1）、资料收集在现场调査之前，尽量收集调査区的气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、地震活动、泥石流发生的历史记录、前人调查研究成果、已有勘查资料和泥石流防治工程文件、与泥石流有关的人类工程活动等资料,以此作为调查工作的基础。2）、自然地理、水文、气象调査地形:量测流域形状、流域面积、主沟长度、沟床比降、流域高差、谷（山）坡坡度、沟谷纵横断面形状、水系结构和沟谷密度等地形要素。气象:主要收集或观测各种降水、气温资料。降水资料主要包括多年平均降水量、降水年际变率、年内降水量分配、年降水日数、降水地区变异系数和最大降水强度,尤其是与暴发泥石流密切相关的暴雨日数及其岀现频率、典型时段（24h、60min、!Omin）的最大降水量及多年平均小时降雨量。水文:收集或推算各种流量、径流特性、主河及下游高ー•级大河水文特性等数据。植被与土壤:调查流域植被类型与覆盖程度,植被破坏情况,土地利用类型和侵蚀程度等。3）、地质调査地层岩性:查阅区域地质图或现场调查流域内分布的地层及其岩性,尤其是易形成松散固体物质的第四系地层和软质岩层的分布与性质。地质构造:査阅区域构造地质图或现场调査流域内断层的展布与性质、断层破碎带的性质与宽度、褶曲的分布及岩层产状,统计各种结构面的方位与频度。新构造运动与地震:从区域地质构造及流域地貌分析新构造运动特性,从《1:400万中国地震烈度区划图》查知地震基本烈度。不良地质体与松散固体物质:调査流域内不良地质体与松散固体物源的位置、储量和补给形式。水文地质:调查地下水尤其是第四系潜水及其出露情况,岩溶负地形及消水能力。4）、人为活动调査主要调査与泥石流形成有关的人类活动。泥石流活动范围内人类生产、生活设施状况，特别是沟口、泥石流扇上居民点及工农业相关基础设施、泥石流沟槽挤占情况。水土流失：主要调査植被破坏、毁林开荒、陡坡垦殖、过度放牧等造成的水土流失状况。弃土弃砲：主要调查筑路弃土和エ厂、矿业弃施及其挡値措施。水利工程：对可能溃决形成泥石流的病险水库、输水线路的安全性、发生原因、条件、危害性和溃决条件应进行详细调査。2、冰川泥石流调查冰雪融水泥石流:调査冰川U形谷的地貌特征,沿沟分布的冰破物、冰水沉积物的堆积规模、特征及稳定性,冬春季雪崩、冰崩的规模和频度,春季冰雪融水的径流量及其时间分布,冰川和积雪的面积，雪线变化等。冰湖溃决泥石流:调査冰川舌的进退及可能发生的冰滑坡,冰磧湖的面积、水量与水深,阻湖终磺堤的空间形态和物质特征，冰湖下游的沟谷形态和支沟径流,沿沟的冰磧物和冰水沉积物等。3、单沟泥石流活动性调查判别1)、调查范围：以泥石流发育的小流域周界为调査单元。主河有可能被堵塞时,则应扩大到可能淹没的范围和主河下游可能受溃坝水流波及的地区。2)、调查的主要内容：在一般调查内容中突出以下重点,参见表2—《泥石流调查表》中的项目进行调査。(1)、确认诱发泥石流的外动カ:暴雨、地震、冰雪融化、堤坝溃决。其中,暴雨资料包括气象部门或泥石流监测专用雨量站提供的该沟或紧临地区的年、日、时和10分钟最大降雨量和多年平均雨量,前期降雨及前期累计降雨量等。对冰川泥石流地区,应增加日温度、冰雪可融化的体积、冰川移动速度、可能溃决水体的最大流量的调查。(2)、沟槽输移特性：实测或在地形图上量取河沟纵坡、产沙区和流通区沟槽横断面、泥沙沿程补给长度比、各区段运动的巨石最大粒径和巨石平均粒径，现场调査沟谷堵塞程度、两岸残留泥痕。(3)、地质环境：根据地质构造图了解震级和区域构造情况、按附录G《泥石流沟易发程度和流域环境动态因数综合分级评判表》中的要求实地调查核实、并按流域环境动态因数综合分级确定构造影响程度。现场调查流域内的岩性,按软岩、黄土、硬岩、软硬岩互层、风化节理发育的硬岩等五类划分。(4)、松散物源：调査崩坍、滑坡、水上流失(自然的、人为的)等的发育程度,不稳定松散堆积体的处数、体积、所在位置、产状、静储量、动储量、平均厚度,弃硝类型及堆放形式等。（5）、泥石流活动史:调查发生年代、受灾对象、灾害形式、灾害损失、相应雨情、沟ロ堆积扇活动程度及挤压大河程度,并分析当前所处的泥石流发育阶段（见附录C）。（6）、防治措施现状:调資防治建筑物的类型、建设年代、工程效果及损毁情况。（7）、泥石流活动性、险情、灾情调查泥石流特征：查阅历史资料和通过现场访问,调查暴发泥石流的时间、次数、持续过程、有无阵性、堵溃、断流、龙头高度、流体组成、石块大小、泥痕位置、响声大小等泥石流特征。引发因素:发生泥石流前的降雨时间、雨量大小、冰雪崩滑、地震、崩塌滑坡、水渠渗水、冰湖和水库溃决等引发因素。堆积扇:调査泥石流堆积扇的分布、形态、规模、扇面坡度、物质组成、植被、新老扇的组合及与主河（主沟）的关系,堆积扇体的变化,扇上沟道排泄能カ及沟道变迁,主河堵溃后上、下游的水毁灾害。既有防治工程：调查既有泥石流防治工程的类型、规模、结构、使用效果、损毁情况及损毁原因。（8）、危害性及灾害调査：a）危害作用方式:调查泥石流侵蚀（冲击、冲刷）的部位、方式、范围和强度,泥石流淤埋的部位、规模、范围和速率,泥石流淤堵主沟的原因、部位、断流和溃决情况,泥石流完全堵塞或部分堵塞主河的原因、现状、历史情况及溃决洪水对下游的水毁灾害。b）危险区的划定：确定泥石流危险区范围,可参考表5。c）灾害损失：调查每次泥石流危害的对象,造成的人员伤亡、财产损失,估算间接经济损失,评估对当地社会、经济的影响;预测今后可能造成的危害。估计受潜在泥石流威胁的对象、范围和程度;按预测的危险区评估其危害性。在一般调查的基础上，为对泥石流活动性、危险性进行评判决策，开展进ー步调查。根据服务对象,可分为区域性泥石流活动性评判、单沟泥石流活动性判别、泥石流危险性评估和泥石流防治评估决策等四类调査、评判。4、泥石流调查的主要方法1)、不需要动用地勘手段,以地面调査为主,充份利用卫片、航片、地形图、水文气象资料和地方志等宏观资料。2)、调查线路先从堆积扇的水边线开始，沿河沟步行调查至沟源，再上至分水岭俯览全流域进行宏观了解后返回。3)、堆积扇重点调查4方面内容:(1)堆积扇形态和发育的完整性:堆积扇的发育状态反映了主沟和支沟输沙能力的相互组合关系,泥石流沟口一般都残存有堆积扇。沟口堆积扇也可能是冲洪积扇,冲洪积扇和泥石流堆积扇的区别参见表2—广ー3。(2)堆积扇挤压主河的程度:根据主河河形是否发生挤压变形和主流是否受挤偏向对岸来判别，并按弯曲和偏移程度来定级。(4)堆积扇前沿及扇上的巨石粒径与平均粒径测量：用线格法或网格法量测50〜100个巨石的三轴向尺寸,计算儿何平均粒径,作为工程设计与评估该沟泥石流能级的参考。(5)叠置形式：叠瓦式的逆向堆积表明泥石流活动在减弱,前进覆盖式堆积则表明泥イ」流活动在增强。表2—1—3 冲洪积扇和泥石流堆积扇的区别冲积扇洪积扇泥石流堆积扇由河流搬运作用而成,泥沙粒径上游粗、下游细,磨园度髙层次淸晰,砾石常成叠瓦状排列。山区洪流作用形成,规模视洪流大小不同而异。分选性差、磨园度差、层次不明显、孔隙度及透水性较大成整体停积、分散堆积两种;粗大颗粒在扇缘停积，无分选性，常见龙头堆积与侧堤堆积,沟槽绕龙头堆积两侧发展，有明显的受阻绕流特征，流路不稳；扇形地形态不完全符合统计规律,流路呈随机性，扇纵、横面不甚连续,常呈锯齿状。沉积特征:冲积扇常具有二元结构特征。洪积扇的粗大颗粒堆积在扇面顶部及出山口附近,向边缘逐步变细，有分选性;常可分为砾石相，亚粘土砂相、亚砂土粘土相的相变特征;多具透镜状结构;垂直等高线发展,流路较稳。4)、流通区调查:调查重点是河沟的纵、横剖面形态的几何尺寸ー,沟床坡度、糙率,河沟两岸山坡坡度、稳定性等。泥石流流通区和形成区的弯道变形形态与洪水河道的弯道变形形态相反,是凹岸淤积、凸岸冲刷。5)、形成区调查:主要调查不良地质体的发育状况、松散物源的规模、性质、分布、产状、稳定性、补给长度、植被覆盖率、河沟冲淤变幅、堵塞情况等。5、区域性泥石流活动性调查根据对暴雨资料的统计分析,按24小时雨量(も)等值线图分区,并结合前述泥石流形成的相关地质环境条件进行区域性泥石流活动综合评判量化,按表2-1-4中的项目进行统计分析,确定区域性泥石流活动性。表2-1-4 区域性泥石流活动综合评判量化表序号: 地区名: 地区: 比4=综合得分 属于 活动区地面条件类型极易活动区评分易活动区评分轻微活动区评分不易活动区评分综合雨情R>104R=4.2〜103R=3.1〜4.22R<3.11阶梯地形二个阶梯的连接地带4阶梯内中高山区3阶梯内低山区2阶梯内丘陵区1构造活动影响(断裂、抬升)大4中3小2无1地震Ms27级4Ms=7〜5级3Ms<5级2无1岩性软岩、黄土4软、硬相间3风化和节理发育的硬岩2质地良好的硬岩1松散物及人类不合理活动(104m3/km2)很丰富>104丰富1〇〜53较少5〜12少<11植被复盖率(%)<1041〇〜30330〜602>601注: R值见公式1—4—2计算结果区域性泥石流活动量化分级标准:极易活动区： 总分28〜22分易活动区: 总分21〜15分轻微活动区： 总分14〜8分不易活动区: 总分く8分二、泥石流治理工程勘查工作:对经调査需进行工程治理的泥石流沟（含潜在泥石流沟）在调査工作的基础上,结合泥石流防治工程方案,采用测绘、勘探（钻探、物探等）、试（实）验等手段进行泥石流勘查,查明防治工程的工程地质条件的工作过程。勘查工作按相应工作的阶段性分为:可行性论证阶段、设计阶段、施工阶段等3个阶段开展泥石流勘查工作。必要时,进行应急治理勘查工作。各个阶段的工作要点和要求:1、泥石流治理工程勘查主要内容1）、工程地质测绘（1）遥感解译:从卫星图象和航空象片解译泥石流的区域性宏观分布、地貌和地质条件;有条件时可用不同时相的影像图解译,对比泥石流发展过程、演化趋势，应尽可能采用高精度遥感图像;编制遥感图象解译图，航片比例尺宜为1:8000-1:340000（2）填图要求;所划分的单元在图上标注的尺寸最小为2mm。对小于2mm的重要单元,可采用扩大比例尺或符号的方法表示。在1:500-1:2000的地形图上可能修建拦挡工程和排导工程地段，其地质界线的地质点误差不应超过3mm,其它地段不应超过5mm〇（3）地质地貌测绘:对全流域及沟口以下可能受泥石流影响的地段,调绘与泥石流形成和活动有关的地质地貌要素,编制相应地貌图与地质图,填绘纵剖面图与横断面图。流域平面填图比例尺宜为1:1000〇〜1:50000,分区平面填图比例尺宜为1:50〇〜1:5000；纵剖面图比例尺横向宜为1:50〇〜1:2000,竖向宜为1:10〇〜1:500；横断面图比例尺横向宜为1:20〇〜1:500。测绘方法以沿沟追索、实测和填绘剖面为主。2）、水文测绘（1）、暴雨洪水：泥石流小流域一般无实测洪水资料,可根据较长的实测暴雨资料推求某ー频率的设计洪峰流量。对缺乏实测暴雨资料的流域,可采用理论公式和该地区的经验公式计算不同频率的洪峰流量。有关计算公式见当地水文计算手册。（2）溃决洪水：包括水库溃决洪水、冰湖溃决洪水和堵河（沟）溃决洪水。溃决洪水流量据溃决前水头、溃口宽度、坝体长度、溃决类型（全堤溃决或局部溃决,ー溃到底或不到底）采用理论公式计算或据经验公式估算,并结合实际调查进行校核。有关计算公式见溃坝水力学。（3）冰雪消融洪水:冰雪消融洪水可根据径流量与气温、冰雪面积的经验公式来计算;在高寒山区，一般流域均缺乏气温等资料,常采用形态调査法来测定;下游有水文观测资料的流域,可用类比法或流量分割法来确定。3）、泥石流体勘查（1）泥痕测绘:选择代表性沟道,量测沟谷弯曲处泥石流爬高泥痕、狭窄处最高泥痕及较稳定沟道处泥痕。据泥痕高度及沟道断面,计算过流断面面积,据上、下断面泥痕点计算泥位纵坡,作为计算泥石流流速、流量的基础数据。（2）泥石流流体试验a）浆体重度测定:泥石流流体重度可根据泥石流体样品采用称重法测定。泥石流体样品・般难以采到,可了解目击者回忆,根据泥痕和堆积物特征进行配制，采用体积比法测定。推荐按数量化评分确定泥石流的平均重度参见表表2—3—1〇b）粒度分析:对泥石流体样品中粒径大于2mm的粗颗粒进行筛分,粒径小于2mm的细颗粒用比重计法或吸管法测定颗粒成分。粒径大于100mm以上的粗颗粒则采重量法或直尺量测。对泥石流体中固体物质的颗粒成分,从堆积体中取样测定。取样数量应结合粒径来确定。c）粘度和静切力测定（必要时进行）：用泥石流浆体或人工配制的泥浆样品模拟泥石流浆体,其粘度可采用标准漏斗1006型粘度计或同轴圆心旋转式粘度计测定;其静切カ可采用1007型静切カ计量测。（3）、泥石流动力学参数计算A、流速计算：据勘査所得泥石流流体水力半径、纵坡、沟床糙率及重度等参数计算;也可按泥石流的性质和所在地域,选择适合的地区性经验公式计算。泥石流流速是决定泥石流动力学性质的最重要参数之一。目前泥石流流速计算公式为半经验或经验公式，概括起来一般分为稀性泥石流流速计算公式、粘性泥石流计算公式和根据泥石流中大石块运动速度推算泥石流流速等三种办法。a、稀性泥石流流速计算公式

Vc-\/a*—R*Ic (2—2—1)n式中:Ve——泥石流断面平均流速(m/s)；1/a=1/(Y„•0>+1)，/2——泥石流中由含沙量变化而引起的流速修正系数,查表2—3—1-——清水河床糙率系数,査水文手册;nR——水力半径(m),一般可用平均水深〃(m)代替;Ic—泥石流水力坡度(％0),一般可用沟床纵坡代替。ne—粘性泥石流的河床糙率,用内插法由表2—2—1査得。b、粘性泥石流流速计算公式1--V=」ー・”3・/2,凡C、泥石流中石块运动速度推算泥石流流速计算公式在缺乏大量实验数据和实测数据阶情况下,为便于以堆积后的泥石流冲出物最大粒径大体推求石块运动速度推算泥石流流速的经验公式:Vs=k,Vdmax (2-2—2)式中:V,——泥石流中大石块的移动速度推算泥石流流速(m/s)；Jmaxーー泥石流堆积物中最大石块的粒径(m)；k——全面考虑的摩擦系数(泥石流重度、石块密度、石块形状系数、沟床比降等因素)。变化范围3.5〜5.5,表2—2—1粘性泥石流河床糙率〃,表2—2—1粘性泥石流河床糙率〃,序号泥石流体特征沟床状况糙率值n,11流体呈整体运动;石块粒径大小悬殊，一般在30〜50cm,2~5m粒径的石块约占20%;龙头山大石块组成,在弯道或河床展宽处易停积,后续流可超越而过,龙头流速小于龙身流速、堆积呈垄岗状河床极粗糙,沟内有巨石和挟带的树木堆积，多弯道和大跌水,沟内不能通行，大迹罕见，沟床流通段纵坡在100%。〜150%。，阻カ特征属高阻型平均值0.270”,〈2m时,0.445nc3.572.252流体呈整体运动,石块较大,•般石块粒径20〜30cm,含少量粒径2〜3m的大石块;流体搅拌较为均匀:龙头紊动强烈，有黑色烟雾及火花;龙头和龙身流速基本一致:停积后呈垄岗状堆积河床比较粗糙,凹凸不平,石块较多,有弯道、跌水;沟床流通段纵坡70%〇〜io。％。，阻カ特征属高阻型乩VI.5m时,平均0.040”,21.5m时,0.05〇〜0.100平均0.0672〇〜302510-20153流体搅拌十分均匀;石块粒径ー般在!0cm左右,挟有个别2〜3m的大石块;龙头和龙身物质组成差别不大;在运动过程中龙头紊动十分强烈,浪花飞溅;停积后浆体与石块不分离，向四周扩散呈叶片状沟床较稳定，河床物质较均匀，粒径10cm左右；受洪水冲刷沟底不平而且粗糙,流水沟两侧较平顺,但干而粗糙;流通段沟底纵坡55%0〜70%。,阻力特征属中阻型或高阻型0.lm<Hc<0.5m0.0430-5m<//c<2.Om0.0772.0m<Hc<4.Om0.1002313104流体搅拌卜分均匀:石块粒径ー般在10cm左右,挟有个别2〜3m的大石块；龙头和龙身物质组成差别不大;在运动过程中龙头紊动卜分强烈,浪花飞溅;停积后浆体与石块不分离，向四周扩散呈叶片状泥石流铺床后原河床粘附ー层泥浆体,使干而粗糙的河床变得光滑平顺，利于泥石流体运动，阻カ特征属低阻型0.IV乩VO.5m0.0220.0<Hc<2.Om0.0332.0VH,V4.Om0.050462620B、流量计算:泥石流流量可采用形态调査法（据泥痕勘测所得的过流断面面积乘以流速）或雨洪法（按暴雨洪水流量乘以泥石流修正系数）确定。暴雨小径流的地区性经验公式较多,暴雨洪水流量应采用适合当地的经验公式计算。a、形态调査法在泥石流沟道中选择2—3个有代表性的过流断面。査找泥石流过境后留下的痕迹,然后确定泥位。最后测量这些断面上的泥石流流面比降（若不能由痕迹确定,则用沟床比降代替）、泥位高度〃（或水力半径）和泥石流过流断面面积等参数。用相应的泥石流流速计算公式,求出断面平均流速も后,即可用下式求泥石流断面峰值流量Qc。Q=4.Vc (2—2—3)式中:% 泥石流过流断面面积(m?)；K-——泥石流断面平均流速(m/s)o雨洪法假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生,计算断面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前题下建立的计算方法。其计算步骤是先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量(计算方法查阅水文手册)，然后选用泥石流重度和堵塞系数,按式1-2计算泥石流流量。Qc=(1十O)。«氏・ (2—2—4)式中:Qe——频率为P的泥石流洪峰值流量(常/s)；Qp 频率为P的暴雨洪水设计流量(m3/s)；(1十。)——泥石流中由含沙量变化而引起的流量修正系数,查表2-3一1〇式中:0=(Kc-r»)/(ーrr) (2—2—5)Ye——泥石流重度(t/m3)；レ——清水的重度(t/m3)；YH——泥石流中固体物质比重(t/nf)；De——泥石流堵塞系数，可查经验表2—2—2；表2—2—2 泥石流堵塞系数De值堵塞程度特征堵塞系数De严重河槽弯曲，河段宽窄不均,卡ロ、陡坎多。大部分支沟交汇角度大，形成区集中。物质组成粘性大，稠度髙，沟槽堵塞严重,阵流间隔时间长>2.5中等沟槽较顺直，沟段宽窄较均匀,陡坎、卡口不多。主支沟交角多小于60°,形成区不太集中。河床堵塞情况ー般,流体多呈稠浆ー稀粥状1.5-2.5轻微沟槽顺直均匀，主支沟交汇角小,基本无卡口、陡坎,1.K1.5形成区分散。物质组成粘度小，阵流的间隔时间短而少无1.0B、一次泥石流过程总量计算一次泥石流总量0可通过计算法和实测法确定。实测法精度高,但因往往不具备测量条件,只是ー个粗略的概算。计算法根据泥石流历时ア(s)和最大流量Qc(m7s),按泥石流暴涨暴落的特点,将其过程线概化成五角形,按式L6计0=0.264TQぶKTQ (2—2—6)式中K值的变化随流域面积(F)的大小而变化:当Fく5(km?)时: K=0.202；F= 5-10(km?)时： K = 0.113；F= 10-100(km?)时: K = 0.0378；F> 100(km?)时: K = 0.0.0252；一次泥石流冲出的固体物质总量ル0(八一厶)/(ビ〃ーハ) (2—2—7)c、 冲击カ计算:可用附录I中公式计算泥石流整体冲击カ、泥石流中大石块冲击カ。泥石流中大石块冲击カ的计算方法较多,计算结果可信度较低。a)泥石流体整体冲击压カ计算公式F=(T»yc/g,Vc2•sina)•A (2—2—8)式中:F—泥石流体整体冲击压カ(Pa)；g 重力加速度(m/s"),Wg=9.8m/s\a——建筑物受力面与泥石流冲击力方向的夹角(°)；ス・建筑物形状系数： 圆形建筑物ス=1.0,矩形建筑物ス=1.33,方形建筑物:ス=1.47。D、弯道超高与冲髙计算:泥石流流动在弯曲沟道外侧产生的超高值和泥石流正面遇阻的冲起高度。a、泥石流的弯道超高由于泥石流流速快,惯性大,故在弯道凹岸处有比水流更加显著的弯道超高现象。根据弯道泥面横比降动カ平衡条件,推导出计算弯道超高的公式:△力=2.321g」 (2—2—9)g%式中:Ah——弯道超高(m)；Rバ—凹岸曲率半径(m)；—凸岸曲率半径(m)；b、泥石流最大冲起高度V22gc)泥石流在爬高过程中由于受到沟床阻カ的影响,其爬高△乐hV2 V2 ヽ亠 (2—2—11)2g g式中：(4)泥石流的形成区、流通区和堆积区测绘。a)工程治理区实测剖面至少按ー纵三横控制;b)重点区应有1-3个探槽或探坑(井)控制;4)、勘探试验⑴、勘探勘探工程主要布置在泥石流堆积区和可能采取防治工程的地段。勘探工程以钻探为主,辅以物探和坑槽探等轻型山地工程。受交通、环境条件的限制,在泥石流形成区,一般不采用钻探工程;当存在可能成为固体物源的滑坡或潜在不稳定斜坡而必须采用时，勘探线及钻孔布置可参照“滑坡勘査”的有关规定执行。(2)、钻探泥石流防治工程场址，主勘探线钻孔应尽可能在工程地质测绘和地球物理勘探成果的指导下布设,孔距应能捽制沟槽起伏和基岩构造线,间距一般30-50m。由于松散堆积层深厚不必揭穿其厚度时,孔深应是设计建筑物最大高度的0.5-1.5倍;基岩浅埋时，孔深应进入基岩弱风化层不小于5m〇(3)物探在施工条件较差、难以布置或不必布置钻探工程的泥石流形成区、流通区、堆积区,可布置1-2条物探剖面,对松散堆积层的岩性、厚度、分层、基岩面深度及起伏进行推断。(4)坑槽探结合钻探和物探工程,在重点地段布置一定探坑或探槽,揭露泥石流在形成区、流通区和堆积区不同部位的物质沉积规律和粒度级配变化;了解松散层岩性、结构、厚度和基岩岩性、结构、风化程度及节理裂隙发育状况;现场采集具有代表性的原状岩、土试样。(5)试验对坝高超过10m以上的实体拦挡工程宜进行抽水或注水试验,获取相关水文地质参数；在孔内或坑槽内采取岩样、土样和水样,进行分析测试,获取岩土体的物理力学性质参数;水样一般只做简分析、为拟建防治工程则应增加侵蚀性测定内容。5)、对各类防治工程提供以下主要设计参数。(1)各类拦挡坝:覆盖层和基岩的重度、承载カ标准值、抗剪强度,基面摩擦系数,泥石流的性质与类型,发生频次,泥石流体的重度和物质组成,泥石流体的流速、流量和设计暴雨洪水频率,泥石流回淤坡度和固体物质颗粒成分,沟床清水冲刷线。(2)其它工程:桩林着重于其锚固段基岩深度、风化程度和力学性质；排导槽、渡槽着重于泥石流运动的最小坡度、冲击カ、弯道超高和冲高；导流堤、护岸堤和防冲墩着重于基岩的埋藏深度和性质、泥石流冲击カ和弯道超高、墙背摩擦角；停淤场着重于淤积总量、淤积总高度和分期淤积高度。6)、施工条件调绘(1)结合可能采取的泥石流防治工程，调绘施工场地、工地临时建筑和施工道路的地形地貌,并进行地质灾害危险性评估,测图范围和精度视现场情况而定。了解泥石流防治工程周围的天然建筑材料分布情况,对砂石料质量和储量进行评价。如天然骨料缺少或不符合工程质量耍求,须对就近的料场或人工料源进行初査。了解泥石流防治工程周围的水源状况并采样分析,对防治工程及生活用水的水质水量进行评价,提出供水方案建议。7)、监测(1)勘查阶段,只要求进行简便的常规监测。(2)降雨观测。必要时,根据流域大小,在流域内设置『3个控制性自记式雨量观测点,定时巡视观测。观测点的设置要避免风カ影响和高大树木的遮掩。(3)泥位、流速观测。有条件时,可进行泥位和流速观测。(4)预警预报。出现泥石流临灾征兆时，应及时报告有关部门进行预警预报2、可行性论证阶段勘査1)、・般规定可行性论证阶段勘査是泥石流防治工程勘査的关键阶段。通过该阶段工作,进ー步查明泥石流形成的地质环境条件，泥石流类型、规模、活动特征及危害程度,形成区、流通区和堆积区的一般特征，初步确定泥石流流速、流量、重度及动力学特征值参数,为泥石流防治工程治理方案的可行性工程治理方案的比选提供依据。2)、自然环境条件调查本阶段的调查是在泥石流一般调查工作的基础上，根据防治工程需求进行的有针对性的调査,是前期调査工作的深入。3)、勘查工作根据7.1规定和流域实际情况，选择必要的项目进行勘査，满足防治方案比选的要求,并进行简易监测。4)、勘查报告正文应包括:序言,泥石流形成的地质环境条件,泥石流形成区、流通区、堆积区的工程地质和水文地质特征,泥石流的成因、类型、规模、活动特征、危害程度及发展趋势，泥石流特征值的确定方法和计算结果,泥石流防治工程方案比选及建议。并提供相应的平面图、剖面图、钻孔柱状图、坑槽探展示图、岩土物理力学测试报告、地球物理勘探报告和泥石流监测成果等附图与附件。3、设计阶段泥石流勘査初步设计阶段,结合泥石流可行性论证阶段优化的工程治理方案,围绕可能采用的工程措施、工程设计所需的泥石流参数和工程地质条件进行进ー步勘察、论证和比选工程治理方案,提出工程措施建议。施工图设计阶段,对前阶段勘察的遗留问题和工程设计中需增补的设计参数进行补充勘察,重点是工程建设地段的工程地质详勘。1)、设计阶段勘査一般规定(1)、设计阶段的勘查是对选定的防治工程进行的工程地质勘查。(2)、设计阶段勘査应充分利用可行性论证阶段的勘査成果，结合防治工程方案,有针对性地进行定点勘査或补充勘査，提供工程设计所需的泥石流特征参数和岩土体物理力学参数。(3)、对高坝(格栅坝10T5m,拦沙坝15-30m),勘查范围以坝轴线为中线,上下游各100m;低坝(格栅坝〈10m,拦沙坝く15m)及丁坝,勘査至上游50-100m,下游20-50m。对堤、渠、槽等线性排导工程,勘查范围为轴线两侧最高洪水位以上5〜10m。2)、工程地质测绘(1)、根据选定的防治工程方案,开展工程部署区大比例尺测绘。(2)、拦挡工程及堤、渠、槽等线性排导工程测绘应沿轴线进行。拦挡工程的测绘比例尺为1:100-1:200,排导工程的比例尺为1:500-1:1000。为满足库容计算的需要,拦挡工程尚须测制淤积区1:1000的地形图。(3)、测绘内容主要是防治工程区域及其外围的地形地貌、岩性结构、松散堆积层成因类型、厚度及斜坡稳定性等。同时结合钻探、物探和坑槽探成果,沿工程轴线实测并绘制大比例尺工程地质剖面。对于较长的排导工程,尚应提供不同地段的横剖面图。(4)、停淤场的测绘以面上控制为主,内容主要包括地形起伏、岩土体类型及分布状况、停淤场面积及最大可能停淤量、地表水发育及地下水出露等。此外,应结合勘探资料,实测纵横剖面。测绘比例尺以1:200-1:500为宜。3)、勘探试验(1)勘探线布置:沿防治工程主轴线布置,原则上孔距20-30m,每条勘探线的钻孔、探坑数不低于2个。遇特殊情况,可作适当调整。(2)钻探钻孔深度应满足设计要求。地质条件复杂时可加密钻孔或沿勘探线布置物探剖面对地质情况进行辅助判断。加强钻孔岩心编录,査清工程布置区地层岩性、地质构造、岩土体结构类型、松散堆积层厚度及基岩埋深与起伏状况。(3)试验采取岩土试样,测定物理、力学性质指标。施工钻孔应进行注(抽)水试验,提供相关水文地质参数,布设为水位动态观测孔,并延续至工程竣工后。4)、监测(1)对高频泥石流,リ在勘查期内的汛期时段,提出和实施泥石流活动的监测方案。(2)、对可行性论证阶段布设的监测站点的监测内容,宜结合工程布设。(3)、应结合治理工程提出工程防治效果的监测方案。(4)、当地下水影响泥石流形成和防治工程效果时,开展地下水的监测工作。5)、勘查报告(1)、报告正文应包括:序言,泥石流流域工程地质和水文地质条件,泥石流活动特征、危害程度及发展趋势,泥石流治理工程区工程地质和水文地质条件,治理工程地基及边坡的稳定性，泥石流特征值的确定及其确定方法等。并提供岩(±)体物理力学测试、原位测试、设计参数和各种监测的资料及附件。(2)、结合泥石流治理工程,以纸质和电子文档形式提交供设计使用的工程地质图册,包括各治理单元的平面图、立面图、剖面图、钻孔柱状图及坑槽探展示图等。4、施工阶段泥石流勘查在治理工程实施过程中,对施工揭示的地质信息加以综合,补充、修正和完善勘査资料;为变更设计进行补充勘査。1)、施工阶段勘查一般规定(1)、施工阶段勘査包括治理工程实施期间,对开挖和钻孔揭露的地质露头的地质编录、重大地质问题变更的补充勘査和竣工后的地形地质状况测绘,并编制与原地质报告相应的对比变化图,检验、修正前期地质资料及评价结论。(2)、施工阶段勘查应采用信息反馈法,结合治理工程实施,及时分析编录地质资料,将重大地质变更及时通知业主,情况紧急时应及时通知设计单位和施エ单位,采取必要的应对措施。(3)、勘查中应针对现场地质情况的变化，对施工及时提出改进意见及相关措施,保证治理工程施工符合实际工程地质条件。2)、开挖露头测绘与补充勘探(1)、对开挖露头的测绘主要采用观察、素描、实测、照相、摄像等方法对施工揭露的地质现象进行编录和记录,必要时对治理工程基础持カ层岩土体物理力学性质进行复核性测试。(2)、开挖过程中的编录内容,主要应包括松散堆积层的岩性、结构、物质组成、分层厚度、分层界线;基岩的岩性、结构、揭露厚度、风化程度、基岩面起伏和节理裂隙发育状况。同时应测定地下水位。(3)、对施工开挖形成的最终地质露头，应在工程实施前采用以上方法进行编录测绘,制作平面图、剖面图、断面图或展示图。(4)、施工期间发现地质条件有重大差异时，应进行补充勘査,提交补充勘查报告。重大差异包括治理工程基础出现较厚的软弱夹层、沟谷侵蚀深槽或持カ层的深度与原报告相差较大等。(5)、补充工程地质勘查应采用地面测绘、物探和山地工程等査明地质体的空间形态、物质组成、结构特征、成因类型、岩土体的物理力学性质;评估地质条件变化对治理工程实施的影响。(6)、补充勘查工作量应根据地质问题的复杂性、设计阶段勘查情况和场地条件等因素确定。应充分利用各种施工开挖工作面进行地质现象的观测和地质资料收集。(7)、当地质条件的差异可能给防治工程造成较大影响时,应对设计方案和施工方案提出变更建议。3)、监测(1)、继续开展已有监测站点和地下水的监测工作。(2)、选择有代表性的监测站点作为竣工后的长期监测点,并提出监测要求。4）、补充工程地质勘査报告应根据工程实际存在的问题有针对性地编制。报告正文包括:序言、施工情况及暴露问题、地质条件变化情况及其对治理工程的影响、岩土体物理力学性质、治理工程变更设计建议等:附图附件包括平面图、剖面图、钻孔柱状图、施工开挖和山地工程展示图、岩土体物理力学测试报告以及各监测站点的监测资料。5、应急治理泥石流勘查在发现泥石流临灾前兆时或发生泥石流的过程中及泥石流发生后,为消除或减轻泥石流危害和尽快恢复生产、生活秩序而实施的应急治理工程所需开展针对性很强的勘查工作。三、泥石流物理力学指标试验:1、泥石流体取样1）取代表性土样作泥石流流体重度（乙）和颗粒分析试验。2）取样作试验或用比拟法确定固体颗粒密度（丫“）。3）对大型重点控制性泥石流沟,取主要补给区的土样作天然含水量（阳）和天然密度等试验,必耍时取泥石流堆积物土样作粘度（カ和静切カ（»试验。4）在黄土和粘土地区,以泥石流堆积物作工程地基时,取泥石流堆积物土样做物理力学性质、湿陷性或湿化性试验。2泥石流流体重度（九）的确定泥石流流体重度（匕）的确定,目前测试手段还不能解决,因此暂时的替代办法有:1）、根据数量化评分法确定重度:根据数量化评分（N）建立与重度（匕）的线性关系，制成备査表直接査找,参见表2—3--12）、现场仿制:可靠性很难保证。现场请当地曾亲眼看见过该沟泥石流暴发的老居民多人次,在需要测试的沟段,选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时的泥石流流体状态,进行样品仿制,然后分别测出样品的总质量和总体积,按下式求出泥石流流体重度。Yc=-- . （2-3—1）V式中:r1:一泥石流流体重度,t/n）3；G«——样品的总质量,t；V——样品的总体积,表2—3—1数量化评分（N）与重度、（1+の关系对照表（疗2.65）评分重度於(t/m3)1+ジl/a评分重度た(t/m3)1+夕l/a评分重度た(t/m3)1+シl/a441.3001.2230.794731.5021.4590.6721021.7031.7650.575451.3071.2310.788741.5091.4670.6691031.7101.7780.569461.3141.2390.782751.5161.4750.6651041.7171.7910.567471.3211.2470.777761.5231.4830.6621051.7241.8040.565481.3281.2560.771771.5301.4920.6591061.7311.8170.562491.3351.2640.767781.5371.5000.6561071.7381.8300.559501.3421.2720.762791.5441.5080.6531081.7451.8420.556511.3491.2800.758801.5511.5160.6501091.7521.8550.553521.3561.2880.753811.5581.5240.6471101.7591.8680.550531.3631.2960.749821.5651.5320.6441111.7661.8810.548541.3701.3040.744831.5721.5400.6411121.7721.8940.545551.3771.3130.739841.5791.5490.6381131.7791.9070.542561.3841.3210.735851.5861.5570.6361141.7861.9190.539571.3911.3290.731861.5931.5650.6331151.7931.9320.537581.3981.3370.