泥石流灾害及其防治

泥石流灾害及其防治泥石流灾害及其防治泥石流的定义泥石流的分类我国泥石流发育区的分布及危害泥石流的形成条件泥石流物质组成泥石流特征泥石流输移和冲淤变化泥石流的预测、预报泥石流的防治措施泥石流的定义及分类

多产生于山区的一种严重的地质灾难，常与滑坡同时发生。其特征往往突然爆发，在很短的时间内大量泥沙石块如流体一般沿着陡峻的山沟前推后拥，奔腾咆哮而下，地面为之震动，山谷犹如雷鸣，常常给人类生命财产造成很大灾害。由于它的大冲淤性，比滑坡、崩塌危害更大。定义泥石流的定义及分类前苏联：泥石流是固体物质含量高，泥沙剧增的暂时性山道河床洪流。日本：泥石流是泥石含量多于水量，水流不是泥石流搬运介质，而是含水的粥状泥沙在其自身重力作用下的运动现象。英国：泥石流是介于水流与滑坡之间的一系列过程，包括有重力作用下的松散物质、水体和空气构成的块体运动。定义泥石流的定义及分类我国：一部分学者认为泥石流是介于崩塌、滑坡等块体运动与水流之间的一系列连续过程，泥石流的形成过程是固液两相物质在山区坡地或沟道内相互作用的过程。另一部分学者认为泥石流是斜坡上的松散物质被暴雨或积雪、冰川的强烈消融的水所饱和、在重力与水的作用下沿山坡或沟谷流动的特殊洪流。定义泥石流的定义及分类典型泥石流示意图泥石流的定义及分类泥石流泥石流泥石流的特征泥石流是山区特有的一种突发性的地质灾害现象，是地自然因素和人为因素综合作用的结果。泥石流具有暴发突然、来势凶险、运动快速、能量巨大、冲击力强、破坏性大和过程短暂等特点。泥沙石块体积超过25%，最大可达80%，容重在1.3t/m3以上，最高达2.3t/m3。泥石流的流态取决于固体物质的岩性和流体稠度、流量与暴雨特点、堵塞崩溃形式等；流速受制于地形地貌、流体内外阻力等因素。泥石流固体物质粒径分布范围很宽、流体性质很不稳定，冲和淤是其主要危害。泥石流的定义及分类泥石流的运动特征泥石流的直进性和爬高性泥石流粘稠度越大，运动惯性也越大，直进性就越强；颗粒越粗大，冲击力就越强。因此，泥石流在急转弯的沟岸或遇到阻碍物时，常出现冲击爬高现象。在弯道处泥石流经常越过沟岸，摧毁障碍物，有时甚至截弯取直。泥石流漫流改道泥石流冲出沟口后，由于地形突然开阔，坡度变缓，因而流速减小，携带物质逐渐堆积下来。但由于泥石流运动的直进性特点，首先形成正对沟口的堆积扇，从轴部逐渐向两翼漫流堆积；待两翼淤高后，主流又回到轴部。如此反复，形成支岔密布的泥石流堆积扇。泥石流的周期性在同一个地区，由于暴雨的季节性变化以及地震活动等因素的周期性变化，泥石流的发生、发展也呈现周期性变化的规律。泥石流的定义及分类泥石流形成区（上游）多为三面环山，一面出口的半圆型宽阔地段，周围山坡陡峻，多为30°～60°的陡坡。其面积大者可达数十平方公里。坡体往往光秃破碎，无植被覆盖，斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。泥石流流通区（中游）多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而坡降较大，且多陡坎和跌水。泥石流进入本区后具有极强的冲刷能力，将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携走。泥石流堆积区（下游）一般位于山口外或山间盆地边缘、地形较平缓之地。由于地形豁然开阔平坦，泥石流的动能急剧变小，最终停积下来，形成扇形、锥形或带形的堆积体，冲积洪积扇。泥石流的流域划分泥石流的分类泥石流的定义及分类按泥石流成因分类：

根据起主导作用的泥石流形成条件，分为冰川型泥石流和降雨型泥石流。冰川型泥石流发育在现代冰川和积雪边缘地带，由冰雪融水或冰湖溃决洪水冲蚀形成的含有大量泥砂石块的特殊洪流。常发生在增温与融水集中的夏、秋季节，晴、阴、雨天均可产生。泥石流的定义及分类泥石流的分类泥石型：这是由浆体和石块共同组成的特殊流体，固体成分从粒径小于0.005毫米的粘土粉砂到几米至10～20米的大漂砾。泥流型：是指发育在我国黄土高原地区，以细粒泥石流为主要固体成分的泥质流。泥流中粘粒含量大于石质山区的泥石流。泥流含少量碎石、岩屑，粘度大，呈稠泥状，结构比泥石流更为明显。水石型：是指发育在大理岩、白云岩、石灰岩、砾岩或部分花岗岩山区，由水和粗砂、砾石、大漂砾组成的特殊流体，粘粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性质和形成，类似山洪。按泥石流体的物质组成分类泥石流的定义及分类泥石流的分类水石型泥流型泥石型粘性泥石流这类泥石流含有大量的细粒粘土物质，固体物质占含量的40～60%，最高可达80%，水和泥沙、石块凝聚成粘稠的整体，粘性很大，密度大（大于1.6吨/m3），浮托力强。当它在流通中经过湾道或遇障碍物时，有明显的爬高和截弯取直作用。粘型泥石流在堆积区不发生显著的散流，而呈长舌状，堆积物表面坎坷，停积时无分选性。稀性泥石流这类泥石流固体物质含量较少，一般为10～40%，而且细粒物质少，不能形成粘稠的整体，在运动过程中，水泥浆速度远远大于石块的运动速度，石块以流动或跳动方式下泄，具有极强的冲刷力和下切能力。在堆汲取呈扇状散开，将原来的对积山切割成条条深沟，堆积后水泥浆逐渐散开，堆积物表面较平坦，结构松散，有一定的分选性。按泥石流的流体物质分类：泥石流的定义及分类泥石流的分类标准型泥石流：为典型的泥石流，流域呈扇形，流域面积较大，能明显地划分出形成区、流通区和堆积区。河谷型泥石流：流域呈狭长条形，其形成区多为河流上游的沟谷，固体物质来源分散，沟谷中有时常年有水，故水资源丰富，流通区与堆积区往往不能明显分出。坡面型泥石流：流域呈斗状，面积一般小于1平方千米，无明显流通区，形成区与堆积区直接相连。据发育泥石流的地貌分类泥石流的定义及分类泥石流的分类标准型泥石流坡面型泥石流河谷型泥石流泥石流的定义及分类泥石流的分类根据成生环境对泥石流的分类：泥石流的定义及分类泥石流的分类我国泥石流分布受地形、地质和降水条件的控制。

我国泥石流发育区的分布及危害泥石流的分布我国泥石流发育区的分布及危害(1)泥石流在我国集中分布在两个带上。一是青藏高原与次一级的高原与盆地之间的接触带；另一个是上述的高原、盆地与东部的低山丘陵或平原的过渡带。

(2)在上述两个带中，泥石流又集中分布在一些大断裂、深大断裂发育的河流沟谷两侧。泥石流的分布(3)在各大型构造带中，具有高频率的泥石流，又往往集中在板岩、片岩、片麻岩、混合花岗岩、千枚岩等变质岩系及泥岩、页岩、泥灰岩、煤系等软弱岩系和第四系堆积物分布区。(4)泥石流的分布还与大气降水、水雪融化的显着特征密切相关。即高频率的泥石流，主要分布在气候干湿季较明显、较暖湿、局部暴雨强大、水雪融化快的地区，如云南、四川、甘肃、西藏等。低频率的稀性泥石流主要分布在东北和南方地区。我国泥石流发育区的分布及危害泥石流的分布泥石流暴发突然、来势凶猛迅速，兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用，其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。(1)对居民点的危害：泥石流最常见的危害之一，是冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋区南拱泥石流，使新章金、老章金两村被毁，97人丧生，经济损失近百万元。泥石流的危害我国泥石流发育区的分布及危害(2)对公路、铁路的危害：泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断。如：甘川公路394公里处对岸的石门沟，1978年7月暴发泥石流，堵塞白龙江，公路因此被淹l公里，白龙江改道使长约两公里的路基变成了主河道，公路、护岸及渡槽全部被毁。(3)对水利、水电工程的危害：主要是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾水渠，并淤积水库、磨蚀坝面等。(4)对矿山的危害：主要是摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。

我国泥石流发育区的分布及危害泥石流的危害2006年5月24日，泰国北部地区发生了洪水和泥石流灾害。2006年4月，哥伦比亚各地连降暴雨，引发的洪灾和泥石流造成严重人员伤亡和经济损失。

2006年04月

12日，由于暴雨引发了泥石流，美国加州北部数名居民被疏散。

2007年08月16日，印度北部泥石流掩埋村落，5人死，55人失踪。四川德昌县遭受泥石流浙江临安泥石流来源：本站2005-9浙江临安泥石流2005年9月2007-7-24，泥石流阻断丽江至攀枝花公路近千车辆拥堵2007-7重庆-南岸-上新街-泥石流

形成条件1.客观条件泥石流的形成必须同时具备以下三个基本条件：（1）有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件（2）有丰富的松散土石碎屑固体物质来源；（3）短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素泥石流形成泥石流形成（1）充足的固体碎屑物质固体碎屑物质是泥石流发育的基础之一，通常决定于地质构造、岩性、地震、新构造运动和不良的物理地质现象。在地质构造复杂、断裂皱褶发育、新构运动强烈和地震烈度高的地区。岩体破裂严重，稳定性差，极易风化、剥蚀，为泥石流提供了固体物质。泥岩、页岩、粉沙岩分布区，岩石容易分散和滑动岩浆岩等坚硬岩分布区，会风化成巨砾，成为稀性泥石流的物质来源。形成条件松散物质的来源泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育、新构造活动强烈、地震烈度较高的地区。地表岩层破碎，滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；岩层结构疏松软弱、易于风化、节理发育，或软硬相间成层地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程经济活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。

松散物质来源条件（地质条件）（2）充分的水源：降雨、冰雪融化、地下水、湖库溃决等都可形成泥石流，最多的是降雨发生的泥石流。水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的重要激发条件和搬运介质(动力来源)。我国的泥石流水源主要有暴雨，长时间的连续降雨，如降雨以1小时雨强在30mm以上和10分钟雨强在10mm以上的短历时暴雨。冰雪融化、地下水、湖库溃决也可形成泥石流。形成条件泥石流形成（3）地形地貌条件：在地形上具备山高沟深、地势陡峻、沟床纵坡降大、流域形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般从上游到下游可分为形成区、流通区和堆积区三部分。形成条件泥石流形成上游形成区的地形多为三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能够迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的平原或河谷阶地，使碎屑物堆积。形成条件泥石流形成2.人为因素

(1)毁林毁林的原因很多，包括取用木材、薪材、药材，扩展耕地、牧地以及军事活动等。

(2)开荒与陡坡耕作由于我国人口剧增，工矿、道路、城镇、农田水利建设不断占用耕地，人均耕地面积不断减少。由于山区耕作地向山坡不断扩展，先缓坡后陡坡。而这些耕地，既无地埂，又年年翻耕，表土松动，因此一遇暴雨，沙石俱下，汇集而成泥石流。形成条件泥石流形成(3)过度放牧我国草原加上农区草山草被的面积约占全国总面积的36.8％，约为耕地面积的2.6倍。其中山区草坡一般分布山坡等地的林间、林下地段，有些位居山地陡坡土层较薄地带，这些地方一旦过度放牧，尤其是泥石流源地，便可迅速出现草场退化，草场退化可发展为裸露地或裸岩地，在一定条件下，山坡裸露地往往变成泥石流源地。形成条件泥石流形成(4)水库溃决、渠水渗漏随着山区资源开发，越来越多地修建山区水库和渠道。在储存和流动中，这些水体均有不同程度的渗漏。当渗漏超过泥石流始发临界值时，便可暴发人为泥石流。形成条件泥石流形成(5)不合理开挖主要指修建铁路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在进行不合理开挖时破坏了山坡表层而形成的。(6)不合理的弃土、弃渣、采石不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟，因不合理堆放弃土矿渣，在1972年一场大雨时暴发了矿山泥石流，冲出松散固体物质约10万m3，淤埋成昆铁路300m和喜(德)一西(昌)公路250m，中断行车，给交通运输带来严重损失。形成条件泥石流形成

(1)不合理开挖：修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。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。三、泥石流的形成条件外部诱发因素(2)不合理的弃土、弃渣、采石。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年一场大雨暴发了矿山泥石流，冲出松散固体物质约l0万立方米，淤埋成昆铁路300米和喜(德)-西(昌)公路250米，中断行车，给交通运输带来严重损失。又如：甘川公路西水附近，1973年冬在沿公路的沟内开采石料，1974年7月18日发生泥石流，使15座桥涵淤塞。三、泥石流的形成条件(3)滥伐乱垦。例如：甘肃省白龙江中游现在是我国著名的泥石流多发区。而在一千多年前，那里竹树茂密、山清水秀，后因伐木烧炭，烧山开荒，森林被破环，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”。三、泥石流的形成条件小江是金沙江南岸支流，全长138.2公里。小江河谷谷底宽15至50米，两岸悬崖陡峭，相对高差1000米～2000米，水流落差909米。由于江两岸岩层结构松散，加之河谷两岸植被稀疏，再加上深切割的沟谷十分发育，因而这里极容易形成规模巨大的泥石流。洪水季节，泥石流来势凶猛，大大小小的石头被淤泥夹带着，伴随着粗粗细细的残枝断根而形成了一条巨大的泥和石的“河流”。龙头山以下90公里范围内共有泥石流沟51

条，其中蒋家沟、大小白泥沟、芋头塘沟和老干沟等为发育旺盛期泥石流沟。东川小江蒋家沟泥石流小江流域泥石流东川小江蒋家沟泥石流（1）固体物源蒋家沟流域面积有80%是板岩。该岩层因地质作用的影响十分破碎，极易因风化剥落成碎屑，而成为泥石流的重要碎屑物质提供者。此外，该流域有广泛覆盖有1-3米的亚粘土及8-9米的粘土，成为泥石流中粘粒的重要来源。据计算，蒋泉沟流域内固体物质总储量为7.49亿m3。一般中上游只要有15-20mm的连续降水，泥石流就会形成。（2）地形地貌条件蒋家沟流域的形态呈上宽下窄的瓢形。山高谷深，地形陡峻，沟壑纵横，坡陡流急。这样的地形既有利于聚集来自周围山坡的固体物质，又有利于降水径流的汇集。（3）水动力条件该区雨量丰富，干湿季节分明，每年有80-90%的降雨集中在雨季。干季降雨少，气候干旱，日温差大，岩石和土层易崩解，松动而形成大量松散碎屑物质。（4）人类活动的影响蒋家沟泥石流的发生发展与不合理的人类经济活动有直接关系。东川地区从唐代就开始有炼铜活动。历代的“商铜”“政铜”掠夺式的开采和大量烧炭炼铜活动，彻底破坏了该区的森林植被。流域的侵蚀模数高达5万m3/km2.a，严重的水土流失，进一步促进了泥石流的发展。

蒋家沟泥石流形成条件滑坡，崩塌与泥石流的关系滑坡、崩塌与泥石流的关系十分密切;易发生滑坡、崩塌的区域也易发生泥石流只不过泥石流的爆发多了一项必不可少的水源条件。崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化为泥石流，或者滑坡、崩塌发生一段时间后，其堆积物在一定水源条件下生成泥石流。泥石流是滑坡和崩塌的次生灾害。形成机理泥石流形成的作用力：一是与固体物质浓度和坡度(含坡面和沟床)有关的重力分力；二是由液体相对固体颗粒的运动所决定的输移力。前者是泥石流形成和运动的必要条件，后者是不同性质泥石流运动的差异条件。为分析方便，通常依据固体物质参与泥石流运动过程不同，分为两种类型，即水力侵蚀类型和重力侵蚀类型。（1）水力侵蚀型

在流域坡面和沟道的松散物质受到径流的片蚀、冲蚀和侵蚀作用，使固体物质不断参与泥石流的过程，即水力侵蚀过程。随侵蚀加剧，泥沙、石块增加，且不断搅拌，当固体物质达到某一临界值，搅拌很均匀时，成为特殊性质的流态，即泥石流。形成这种泥石流的条件是水流的流体动力Pm大于固体颗粒的总阻力。即：Pm>G•conα•conφ+C在这种情况下，径流量的多少直接决定着固体物质来量的多少，所以，一般多形成稀性泥石流或过渡型泥石流。形成机理（2）重力侵蚀型

重力侵蚀类型是坡面和沟道中多种成因的固体碎屑物质主要受重力作用形成的。固体碎屑物质受雨水和坡面径流的浸润、渗透和浸泡，使原始堆积物含水量不断增加，自身重量不断增加，造成堆积物内摩擦角和内聚力不断减小，出现渗流的水动压力导致原始土体向坡下移动，经过一定混合搅拌形成一定结构泥石流。这类泥石流的形成必须满足下述条件：

τ>τo（固体碎屑物质的内应力大于其极限剪应力）这种泥石流主要为粘性泥石流。形成机理泥石流物质组成一、容重及粒度组成1.容重：泥石流容重是单位体积泥石流流体的重量，单位为t/m3。其容重大小反映了泥石流结构。一般稀性泥石流容重1.3～1.8t/m3，粘性泥石流容重＞2.0t/m3，过渡性泥石流在1.8～2.0t/m3之间。不同容重其含沙量不同，一般含沙量在1000kg/m3以上，最高可达2180.3kg/m3。泥石流容重受固液相组成、固体物质特性及土体特性影响通常固体物、大颗粒含量高和比重大的颗粒多容重大；反之，容重小。泥石流容重在同一阵次中随时空不同而变化。一般从上游到下游，容重随固体颗粒的加入而增大；同一流域不同次泥石流，因降水不同和固体物质供给的差异，表现不同的容重。对同一阵而言，通常“龙头”容重较高，此后逐渐降低。泥石流物质组成2.粒度组成泥石流流体中固体颗粒粒度范围很宽，从几微米到几米。一般挟沙洪水和稀性泥石流的粒度组成较均一，粒度范围窄，颗粒离散度小。99%以上是小于2mm的泥沙，其中粗沙占14%～37%、粉沙和粘粒占82%～62%。粘性泥石流粒度组成范围宽，离散度大。其中＞2mm的石块占固体物质重量的65%以上，沙粒占18%左右，粉粘粒占18%左右。泥石流物质组成二、粘土矿物与泥石流的关系

1.粘土矿物组成

粒径小于1.0mm的颗粒为粘土矿物，呈现出悬浮胶液性质，对泥石流性质影响颇大。主要的粘土矿物有水云母(伊利石)、绿泥石、蒙脱石、高岭石、蛭石、埃洛石和海泡石等。此外还有非粘土矿物赤铁矿、针铁矿、白云母、滑石、石英、长石、硅藻等矿物。一般粘粒含量＜3%时，为稀性泥流；＞5%时为粘性泥石流，介于3%～5%间的为过渡性泥石流。泥石流物质组成2.粘土矿物的影响

粘土矿物颗粒呈薄片状具有亲水特性。由于水化膜厚度在颗粒表面的边缘处最薄，相互间产生很大吸引力，形成所谓网格结构。（1）粘土矿物数量（浓度）粘土矿物多，网格结构愈紧密，强度也愈大，从而形成粘性泥石流。粘土矿物含量少，网格结构松驰，强度低，形成流动性大的稀性泥石流。过渡性泥石流的粘土矿物既可形成网格结构，也有链条结构，处于不断地变动中，故性质居中。泥石流物质组成（2）粘土矿物类型一般蒙脱石形成的网格结构远比伊利石、高岭石所形成的网格结构紧密，且强度大得多。故流体的剪切强度、粘滞系数高。相反，以伊利石形成的网格结构、绿泥石等形成的网格结构较之松驰，强度小。（3）泥石流的性质除与固体物质多少、粘粒含量有关外，还与泥石流产地岩性有关，这就使泥石流性质变得十分复杂。泥石流物质组成粘土矿物与泥石流关系粘土矿物比表面积大，可将沙、砾石块包裹起来，在一定的含水量和其他条件下，使源地土石体结构松散，摩擦力和凝聚力降低，极易流失，形成泥石流。粘土矿物的亲水特性，使源地土石体增重，易于发生重力侵蚀，并使泥石流在发展中易于不断扩大。绿泥石、蛭石等吸水膨胀性强的矿物，一旦吸水后促进土岩体崩解、崩坍和滑动，由一般侵蚀转化为泥石流侵蚀。泥石流特征一、发生特征1、突发性和灾变性泥石流突发性和灾变性泥石流暴发突然，历时短暂，一场泥石流过程一般仅几分钟到几十分钟,给山地环境带来灾变。2、波动性和周期性泥石流

波动性和周期性泥石流活动时期时强时弱，具有波浪式变化特点，可划分活动期和平静期。3、群发性和强烈性泥石流

群发性和强烈性泥石流由于降雨的区域性和坡体的稳定性，使泥石流发生常具“连锁反应”。

二、泥石流流态特征

泥石流既不同于一般径流冲刷，又是在径流冲刷和重力共同作用下的混合侵蚀。因此泥石流流态多样。1、蠕动流：蠕动流泥石流在粗糙沟床上“铺床”前进，或上游供给不足似蛇身匍伏缓慢前进，流速一般在0.3-0.5m/s。2、层流：层动泥石流在沟道平直、坡度不太大的情况下，高浓度的泥石流体呈整体运动，流速变化从5m/s到15m/s，具有极大浮托力，使巨石像游船一样漂浮。泥石流特征二、泥石流流态特征3.紊流：紊动泥石流浆体较稀，或沟道比降大而导致流动湍急，浆体中石块相撞击、摩擦，发出轰鸣。4.滑动流：滑动泥石流近似层流的整体运动，是在高粘度泥石流“铺床”后，依惯性力作用在“润滑剂”上滑动前进。5.波动流：波动泥石流实质上是一种特殊的自动形态流，即当沟道泥石流残留层较厚时，在纵坡影响下，较厚浆体在重力作用下，向下形成一个波状流动体，并迅速下泄，与因堵塞形成的阵性流十分相似。泥石流特征三、泥石流搬运特征

泥石流是一种独特的流体，其搬运能力极强。搬运的泥沙、粒度广泛、浓度大，大致可归纳为两类：1、粘性泥石流以蠕动流滑动流成似层流的连续流或阵性流形态将流体搬运出沟。泥沙和水构成一相体，以整体方式搬运松散碎屑物质。2、稀性泥石流以紊流连续流形态将流体搬运出沟。泥沙和水尚未构成一相体，而是两相体，以散体方式搬运松散碎屑物质。泥石流特征四、泥石流堆积物宏观特征1.泥石流堆积类型

（1）堆积扇或堆积锥稀性泥石流，流体便以一定角度或辐射状散开，形成堆积扇。粘性泥石流也形成扇状堆积。对沟谷陡峻，固相物质粗大的泥石流，在堆积区常发育成堆积锥。泥石流堆积扇纵坡较陡，一般在3°～9°之间，部分可达9°～12°，同时堆积扇横比降也比较大，一般在1°～3°之间（而洪积物的纵坡一般在3°以下，横比降一般在1°以下）。泥石流特征1.泥石流堆积类型（2）堆积阶地泥石流堆积阶地是发育在泥石流沟谷内的一种堆积地貌，是泥石流体在运动过程中由于没有后续流的推动，在沟床两岸或一岸留下原有的堆积而形成的。堆积阶地通常是一种短暂的泥石流堆积现象。（3）侧积侧积是泥石流在运动过程中部分流体或流体中的松散碎屑物质，在边缘产生淤积，这种淤积就是侧积。

除上述主要堆积形式外，泥石流还可在运动过程中形成超高堆积，抛高堆积和缝隙堆积等。泥石流特征2.泥石流堆积物特征（1）分层性：泥石流堆积物一般能分出若干层次（层间常存在一个很薄的粗化层或表泥层）。前者说明，间歇期内降雨或洪水把泥石流堆积物表面的细粒物质带走，剩下一层较粗物质，第二场泥石流到来时覆盖在这层较粗物质之上，而后者则是第一次泥石流末尾的细粒物质在堆积扇表面形成泥层后，第二次泥石流堆积物直接覆盖在表泥层之上。（2）无分选性：在每层内部泥沙砾粗细混杂，粒径差异很大，无分选性。（3）定向排列不明显：粘性泥石流的砾石有微弱定向排列；稀性泥石流的多数砾石有明显的定向排列，在外观上仍给人以无定向排列的感觉。泥石流特征泥石流输移和冲淤变化一、泥石流输移特性

泥石流输移固体颗粒的形式为悬移、推移和整体输移三种方式，输移量非常巨大。1、泥石流体结构和悬浮承载能力粘土矿物颗粒（网格结构）悬着在水体中，构成细粒泥浆。沙粒与网格结构形成具有网粒(粒膜)结构的粗粒浆体。石块粗粒与浆体结合构成框架结构。这种特独的结构体，具有强大的悬浮和承载力。2、泥石流体输移方式和输移能力

泥石流体中颗粒输移可分为单粒输移和整体输移两种形式，其中单粒输移又分为悬移和推移两类。泥石流因具特有结构，其输移能力巨大，对不同性质泥石流，随搬运条件变化，输移能力和输移形式也在变化。泥石流输移和冲淤变化

二、泥石流冲淤方式及冲淤变化

泥石流的侵蚀和堆积是泥石流最大灾害的表现。上游的冲刷造成沟坡、沟床的后退和下切，产生崩坍、滑坡；下游的堆积，摧毁建筑，淹没良田，损失惨重。泥石流输移和冲淤变化2003年7月11日22时，四川省甘孜藏族自治州丹巴县发生特大泥石流灾害，造成1人死亡，50人失踪，另有71人被困。这是灾情最严重的水卡子村损毁严重的民房。2004年7月6日13时，玛纳斯县塔西河左岸的火烧洼热气泉附近，正在当地理疗室做理疗的十三名游客中，有六名游客被泥石流当场冲走。2005年8月25日，一场暴雨袭击了四川省凉山彝族自治州德昌县，引发严重的泥石流。造成１０人死亡、７人失踪、４人受伤。

2005年10月5日深夜，危地马拉城以西190公里的一个村庄发生泥石流，许多来不及逃跑的人被活埋于咆哮的泥浆之下,大约1400人失踪。这个村已成为一个大型墓地。泥石流在这里堆起了高达12米的污泥堆，遇难者很可能被埋在其中。1、泥石流冲淤方式

泥石流的冲淤方式具有挟沙水流和滑坡的特性。稀性泥石流的冲淤与挟沙水流较接近，呈单颗粒起动或淤积；粘性泥石流接近滑坡，呈整体运动或堆积。过渡性泥石流介于上述二者之间，单颗粒起动、落淤和整体运动、堆积并存。二、泥石流冲淤方式及冲淤变化2、泥石流冲淤变化泥石流运动的剪切力决定泥石流运动的冲淤变化。表面为泥石流运动的剪切力和剪切阻力(包括颗粒间摩擦力、内聚力以及运动阻力等)之间的关系。若运动剪力大，运动中发生侵蚀；相反，动运剪力小，则发生淤积。二、泥石流冲淤方式及冲淤变化泥石流的预测预报与防治一、预测、预报和报警1、预测：

泥石流预测是在判别泥石流沟谷基础上对泥石流爆发的可能性的预先确定或对灾害的估计。（1）泥石流沟谷的判别：泥石流活动的沟谷中，必然留下活动的痕迹，如弯道或岸边留有冲光面、冲光坑、刻蚀痕迹，以及泥痕、残余堆积物等，在堆积区能够找到粗细混杂的若干层堆积，这些堆积的砾石上流有巨大擦痕和巨大泥秋，形成石海或堆积扇等地貌。1、预测（2）泥石流沟谷调查：沟道中固体物质的数量，不良物理地质现象的规模、发育程度；水源大小，可结合降雨预报作出分析判断；沟谷发育程度的调查分析。（3）泥石流预测量化指标：预测泥石流暴发的指标：临界降雨量指标：一般每小时降雨量在20mm以上，10分钟的雨强>1mm就会发生泥石流。地形指标：暴发泥石流的山坡坡度在25°以上，沟道比降10%以上，山地相对高差300米，流域面积10km2上下。泥石流的预测预报与防治主要是雨情预报，是建立在现有状态信息的动态分析和对历史上出现过的事件，采用相似对比判断基础上作出的客观环境动态评价。包括某等级雨情发生时间、地点和量级三个方面。其依据是天气预报中的信息，那么暴雨量达到什么数值才会暴发泥石流，这个数值就是泥石流暴发的临界值，只要知道这个值，就可以在泥石流预测的基础上作出泥石流的预报。2、预报泥石流的预测预报与防治3、报警

泥石流的暴发具有突发性，因此，在泥石流发生前作出及时的报警，对减少灾害的发生具有重要的意义。泥石流的报警方法很多，概括起来可分为两类：接触式报警和非接触式报警。接触式报警：断线式报警、泥石流体导通法和压力报警。非接触式报警：泥石流地声发报警和超声波泥位报警。泥石流的预测预报与防治1、泥石流防治体系

泥石流灾害是多种因素形成的，在防治泥石流时需采取综合防治措施。防治泥石流发生体系：采取全方位的治坡、治沟和治滩措施，以群众保护、行政管理、制度法规约束等，对泥石流流域进行综合治理，防止和减少泥石流的发生。二、泥石流的防治

季节性我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨，尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此，泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致，具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6-9月，因此、西南地区的泥石流多发生在6-9月；而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月，尤其是7、8两个月降雨集中，暴雨强度大，因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计，发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90％以上。泥石流发生的时间规律泥石流的预测、预报

周期性泥石流的发生和发展也具有一定的周期性，且其活动周期与暴雨、洪水、地震的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时，常常形成泥石流活动的一个高潮。如云南省东川地区在1966年是近十几年的强震期，使东川泥石流的发展加剧。仅东川铁路在1970-1981年的11年中就发生泥石流灾害250余次。又如1981年，东川达德线泥石流，成昆铁路利子伊达泥石流、宝成铁路、宝天铁路的泥石流，都是在大周期暴雨的情况下发生的。

泥石流的发生，一般是在一次降雨的高峰期，或是在连续降雨稍后。泥石流发生的时间规律泥石流的预测、预报

发展期沟谷

对于处于发展时期的泥石流沟谷（小流域），5-20

年就能聚集满足一次爆发所需的松散物质量。因为处于发展期的泥石流沟谷面积较小，85%的汇水范围在1平方千米以下，平均面积为0.62km2，水流域重力侵蚀强烈，形成区面积占流域面积比例大，而且地形陡峭，平均山坡坡度为33.5

度，沟床比降为44.6%，其中84%的沟床在30%

以上，往往发生崩塌滑坡直接转化为泥石流。泥石流与沟谷的发育阶段四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报

活动期沟谷处于活动期的泥石流沟谷（快速发展的沟谷），10-50年能聚集足够的松散物质功一次爆发需要。因为处于此发育阶段的沟谷、流域在积运中，76%的沟谷流域面积为1-50km2，平均为8.93km2；山坡坡度平均值为32度，平均沟床比降为21%

只有18%的沟床比降大于3%。由于活动期的沟谷比发展期的沟谷沟床平缓面积大，所以聚集时间较前者长，但爆发时的规模也较前者大。泥石流与沟谷的发育阶段四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报

衰退期沟谷处于衰退期的泥石流沟谷，一般20-100年才能聚集一次爆发所需要的松散物质其流域面积相对较大，平均达15.58km2，流域内重力侵蚀作用有所减弱。山坡逐渐趋于稳定，沟床比降相对缓和，仅为13.6%，沟床大于30%的沟床近为1.5%，因此碎屑物质的聚集需要更长时间，流与停积的物质的重新起动，需更大的动力，这就决定了其爆发的周期更长。泥石流与沟谷的发育阶段四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报

终止期终止期泥石流沟谷，因山坡、沟床、坡度已很平缓，流域内侵蚀能力与正常流水的搬运作用已基本适应，所以不会产生强烈的物质聚集，一把不会爆发泥石流。这类泥石流沟消亡的阶段，当流域面积不断扩大，山坡，沟床比降变得越来越平缓，流域内的侵蚀，搬运，堆积速率相对平稳，不会形成集中积累和集中输移的脉动状时，一般不会形成泥石流。由此可见岩土积累输移的具波落实系统失稳的重要原因，也是泥石流与一般正常水流或洪流不同之处。四、泥石流的预测、预报泥石流与沟谷的发育阶段泥石流的预测、预报泥石流的预测预报工作是防灾和减灾的重要步骤和措施

(1)在典型的泥石流沟进行定点观测研究，力求解决泥石流的形成与运动参数问题。如对云南省东川市小江流域蒋家沟、大桥沟等泥石流的观测试验研究。

(2)调查潜在泥石流沟的有关参数和特征。

(3)加强水文、气象的预报工作，特别是对小范围的局部暴雨的预报。因为暴雨是形成泥石流的激发因素。

(4)建立泥石流技术档案，特别是大型泥石流沟的流域要素、形成条件、灾害情况及整治措施等资料应逐个详细记录。

(5)划分泥石流的危险区、潜在危险区或进行泥石流灾害敏感度分区。

(6)开展泥石流防灾警报器的研究及室内泥石流模型试验研究。四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报目前关于泥石流的预测预报状包括四方面的内容：①泥石流的空间预报；②泥石流时间预报；③泥石流基本特征的预测；④泥石流暴发危险度的预测。四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报（1）泥石流形成条件的调查此项工作的目的是：查明泥石流形成条件及其在历史上和现状条件下的活动规律、规模；判定泥石流的发展趋势和危险程度。泥石流形成条件的调查包括：工作区地层岩性、地形地段、地质构造、泥石流沟流域规模及各沟谷的调查和分析。地层岩性的调查包括：对基岩地层层序，岩性成分，风化程度及抗风力能力的分析。对松散堆积物的成因，类型，范围，厚度，物质成分，颗粒大小组成进行分析和测定，并估算流域内松散碎屑物质的聚集数量。地质构造的调查包括：褶皱、断裂的分布、类型、裂隙发育情况及构造运动的活动情况（地震资料的收集）、泥石流发育程度和潜在可能性进行区域的划分，最终绘制成泥石流分布图。

泥石流的空间预测四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报（2）泥石流区划泥石流分布的不均匀性是由其地形特征，地质条件和降水特征所决定的。泥石流的发育分区图的绘制是进行空间预测的主要方法。根据用途不同一般这种图件分三中比例尺编制。

大区域的泥石流区划这种图比例尺较小，一般为1:100万或更小。主要是为了判明一个省或全国泥石流危险区（高发区）的略概分布状况。

中等区与泥石流的划分这种图比例尺一般为1:10万-1:50万，主要目的是作为当地（县、市）经济技术开发和建设规划的防灾减灾的依据。

小区遇的泥石流分布图比例尺一般为1:1万-1:5万，主要用于对某些山地、城市附近泥石流进行预测，用以制定泥石流防治措施和GPS定位观测的依据。四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报泥石流的时间预报往往指短期的预报。中长期的预报大多是根据已有历史资料分析的大致周期和空间预报的结合进行的。（1）考虑到泥石流的发生处在固体松散物质累积量已达到暴发所需的数量，其发生主要为强烈地表径流激发，所以，有人用降水量即降水强度的指标来进行预报。即泥石流的气象水文预报。研究表明，大部分泥石流的暴发，与降水总量和降水强度有关。如成昆铁路四川境内，日降水量大于等于50mm时，可作为泥石流暴发的激发条件。（2）以坡度，固体物质储备量和降水总量三个方面的组合来进行预报。

泥石流的时间预报四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报（3）利用仪器报警利用泥石流遥测地声警报器根据泥石流地声特点（频率范围，振动强度与洪水有很大差异的特点）以振动强度，频率范围和延续时间的要素作为控制指标，研制当UJ-2型泥石流地声报警器。利用泥石流泥位报警当泥石流厚度（即泥位）大于一定值时，仪器就发出报警信号，一般可提前3-8分钟。这一方法开始在日本使用较高，价格低廉，原理简单。其缺陷是受冲淤变化和泥石流改道的影响，加之监测域暴露面积大，易使人为活动破坏。四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报

泥石流的基本特值主要是指泥石流的密度、流速、流量、泥位及方量。（1）泥石流密度的确定对于粘性泥石流，可在现场选择停积下来的堆积物的典型剖面，确定其土石成分，测出单位体积土石所占的体积百分数分别乘以土石单位密度相加即得。（2）泥石流流速的确定确定泥石流流速是个极为复杂的问题，为此，目前我国有不少适用于不同地区，不同类型的泥石流流域和泥石流性质的经验公式。（3）泥石流流量的确定确定泥石流流量的最好办法是在泥石流沟谷的适当深度上设置观测断面直接进行测量，而进行较长时间的连续观测，由于观测难度大（不确定性和耗费人、物较多），所以一般用已计算出的流速乘以过流断面。

泥石流基本特征值的确定四、泥石流的预测、预报泥石流的预测、预报（4）泥石流泥位的确定泥位既可反映泥石流的流速河流量，又可反映泥石流的规律和危险度，显然在沟床纵坡一定的情况下，泥