1泥石流灾害与防治内容

泥石流灾害及其防治概述报告人：陈宁生中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所chennsh@要内容现代泥石流灾害特点泥石流灾害发生过程中的工程问题泥石流灾害的防治目标泥石流防治的主要工作内容

泥石流是山区沟谷中，由暴雨、水雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发，浑浊的流体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。在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外，在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积，常常给人类生命财产造成重大危害。泥石流定义中国泥石流分布西南泥石流分布西南滑坡分布

中国陆地国土2/3为山地，山地灾害分布广泛、活动频繁、类型多样、危害严重。泥石流分布

泥石流过后化石板沟沟口

地震遗址受损部分（北川旧城区）

王兴学一家及任家坪村泥石流灾害现状化石板沟泥石流堵塞湔江危害北川县城9月24日任家坪村7队、9队21人死亡和失踪的悲惨事件。调查发现任家坪村地震前共有人口1500多人，地震死亡和失踪人数150人泥石流灾害链发育，灾害等级提升泥石流呈直角汇入主河，其流量约为主河流量的7倍以上，并携带大量的巨砾，堵断主河白龙江。主河白龙江此段平均比降2％，不易侵蚀含巨大颗粒泥石流堆积坝体，导致堵塞形成的堰塞湖次生灾害，时间持续1周以上。历史上1930年以来的80年间，甘南泥石流堵断白龙江有7次，平均约12年1次，堵江主要发生于非人口密集区，其成灾的规模均远小于本次灾害。From1823tonow,187years,12timesofdebrisflow,250thousandsm3inthemainstream400thousandsinthefan,total650thousandsm32010年8月13日，该景区发生特大规模山洪泥石流，新增灾害点118处，泥石流堆积的松散固体物质达1000万方（龙池景区800万方，虹口景区200万方龙池镇八一沟“8.13”泥石流灾害龙池镇龙池河“8.13”泥石流灾害“8.13”泥石流灾害财产受损情况“8.13”泥石流灾害财产受损情况发生规模巨大舟曲泥石流经实地调查推算泥石流出山口流速达9.6米/秒,流量1394立方米/秒,容重达2.0克/立方厘米，泥石流搬运堆积于扇区和主河的松散固体物质总量65万立方米冲出沟口的本次泥石流的规模为特大级,此次频率为百年不遇。历史上甘肃全省有准确记录的最大泥石流流量1000立方米/秒(天水伯阳1978年7月12日菜子沟泥石流)的1.4倍。2.0g/cm3,1394m3/s,9.6m/s,7.5m，290m3，770t12.9m，799m3,2118T7.5m，体积290m3，重量770长历时干旱背景下的暴雨易激发泥石流2010年1－7月份长时间的干旱导致生态退化，流域中上游局部裸露的黄土、地带性黄棕壤、石灰性红壤与流域中上游约0.9平方公里的滑坡体土体处于干松状态，在8月7号特大降雨（推算为77毫米/小时）的作用下，长期干旱影响下的干松裸土，土体湿陷,强度极大地降低，首先失稳启动泥石流。地震活动提供的大量松散物源使泥石流流量剧增三眼峪沟和罗家峪沟所在的区域为龙门山地震活动带的北缘（武都－马边地震带），这里受到1879年武都7.5级地震、1933年叠溪8.25级，1976年松潘7.2级和2008年汶川8.0级历次地震活动的影响，松散土体增加，陡峭的河谷二叠系的灰岩大量崩塌。这些松散固体物质约有上千万立方米，大量堆积于沟床两侧。这些物质粗颗粒较多，在高含沙水流或泥石流的侵蚀下启动沟成大规模泥石流。古乡沟泥石流暴发频次特征图

1933年地震导致1934年黑水芦花沟和罗坝街沟滑坡泥石流暴发。

1976年地震导致九寨沟80年代初滑坡泥石流暴发1950年察隅8.6级地震导致1950年及其以后古乡沟泥石流滑坡的频繁暴发地震次生泥石流滑坡，最大规模的在5-6年内，其活动的历史可以长达20年之久次生泥石流滑坡灾害历史公路铁路（道路）泥石流灾害冲毁桥梁，坠毁列车死亡360人中断行车15天大渡河成都方向被剪断的桥墩颠覆的列车1981年成昆铁路利子依达沟特大泥石流灾害利子依达沟密集人口区群死群伤，灾害严重

泥石流经过的长1.5公里，平均宽110米的区域房屋荡然无存。本次灾害死亡失踪人数是我国1966年以来死亡人数最多的泥石流灾害，也是世界上2000年以来单次泥石流死亡失踪最多的一次灾害。相当于甘肃省泥石流灾害41年严重期（1950－1990）内23年的死亡失踪数量的总和。我国和甘肃仅有1965年天水多处泥石流暴发死亡2000多人的记录。Die1156andlost588,total17442012.06.28凉山州一工地特大泥石流灾害

2012年6月28日，凉山州一工地发生特大泥石流灾害，造成40人死亡和失踪。坐落在泥石流沟沟口的营地（摄于2011年）灾害案例1受灾的地点泥石流沟流域水系分布图流域高差：2896m（3500m-604m）；流域面积：65.55km2主沟长：21.96km

；沟谷平均纵坡比降131.9‰泥石流沟流域地形地貌物源区1支沟滑坡泥石流（距灾害点8.1km)流域松散固体物源丰富：总量约4812.54万m3，动储量1660万m3

松散固体物质

前期干旱后期降雨激发泥石流，泥石流沟流域从6月到23日到6月27日五天的累积降雨量39.9mm

，2012年6月28日凌晨1:00点左右泥石流沟上游开始降雨，持续到上午10:00，9小时降雨量77.7mm。最大降雨集中在28日5～7时。泥石流沟降水过程2012年6月27—28日泥石流沟累积降雨曲线泥石流容重大，搬运的石块大调查发现泥石流沟“6.28”泥石流搬运的最大块石为7m×4m×4m，在沟底高程680m处，岩性为玄武岩。泥石流搬运的最大块石(泥石流沟沿江公路桥下)

测得容重为1.8g/cm3洪水位1号断面1号断面流速(m/s)7.54流量(m3/s)991.6断面示意图主人

老乡说：泥石流搬运着几米大的石头跑得比人快，家门口的那座小桥被冲毁，泥石流就像混凝土一样稠”。计算结果泥石流流速为7.54m/s，泥石流峰值流量为925.91m3/s，一次泥石流固体物质总量27万m3洪水位洪水位3号断面4号断面断面示意图1号断面流速(m/s)4.76流量(m3/s)836.9断面示意图1号断面流速(m/s)4.95流量(m3/s)849.98灾前营地泥石流成灾原因：

长期干旱遭遇暴雨引发大规模泥石流将营地错误地选择在泥石流危险区内相关人员没有将灾害预警信息及时传达灾害认识不足，防灾预案缺乏

灾害案例2甘孜州一水电站施工工地泥石流灾害导致54人死亡失踪甘孜州一水电工地2009年“7.23”泥石流灾害泥石流沟地形地貌:流域面积51km2,流域高差1500-5100m地形地貌特征泥石流成灾区域：“泥石流冲毁沟口工棚，150间房屋被毁

电站公路隧洞施工时弃碴倒入沟道内（右侧）沟道右侧弃碴形成的长条形碎石墙81m50m31m10m沿沟63m沟口工程弃碴堆积的块石堆挤占沟道近2/3宽甘孜州一泥石流沟内堆积有弃渣数万立方米泥石流特性:泥石流流量达到2100m3/s，搬运的最大颗粒12*5*3m，一次固体物质总量40万m3成灾原因局地强降雨诱发泥石流，7月23日2小时降雨量达到56.1mm(近历史最大的72.3mm/d)工程弃渣的不合理堆放增大了泥石流的规模，泥石流冲出固体物质总量40万m3工棚选址不当防灾措施不强，减灾措施缺乏成灾特点地质条件复杂,地形起伏大,灾害容易发生临时工棚,群死群伤,以外来务工人员为主成灾区域泥石流堆积扇工程活动强度大,灾害容易发生泥石流堵河并进一步溃决形成灾害链2012年8月30日凉山州锦屏电站施工区

特大暴雨群发性地质灾害

灾害造成水电站施工区内外道路、隧洞、桥梁受到严重破坏，交通、通讯、电力全部中断，致使11人死亡，13人失踪，2人受伤。

灾害案例3

2012年8月29日18时至30日，凉山州一水电站施工区内外出现局地强降雨，该区约100km2内引发了100余处滑坡、崩塌、泥石流灾害坡面泥石流为主体点多面广的灾害拌和楼坡面泥石流一营地坡面泥石流灾害4处坡面泥石流，约3000m3，造成拌和工地6人死亡3人失踪

2012年8月29日23:50～24:00左右，北沟发生约7.0万m3的稀性泥石流，造成左岸的13人在转移途中3人遇难、10人失踪。泥石流堆积及冲板房

泥石流堆积及冲板房

2012年凉山州一水电站施工区内外“8.30”特大暴雨群发性地质灾害泥石流冲入工地车间

泥石流洪水进入厂房

泥石流导致房屋淤沙

洪水泥石流进入食堂

成灾特点点多面广，100km2引发了100余处滑坡、崩塌、泥石流灾害，5个主要营地集中受灾防灾知识缺乏，有一营地泥石流将在转移的13人预埋或冲走，意外导致2人遇难、11人失踪灾种以坡面泥石流为主，坡面泥石流与崩塌滑坡链生成灾灾害成因高陡斜坡为地质灾害发生提供了有利地形条件变质砂岩、板岩、大理岩复杂的地质构造致岩层破碎局地集中强降雨是本次灾害的直接引发因素，区内27小时内降雨量达101mm营地在工程建设时，主要考虑行洪问题，其行洪断面过小我省山区构造活动与极端气候容易诱发地质灾害工程项目多，施工强度大，工程引发或遭受地质灾害频率高工程区人员流动性大，容易遭遇地质灾害施工工地人员集中，营地选址不当，灾害引发的群死群伤现象广人员伤亡的主要区域为泥石流扇与崩塌滑坡堆积区非工程措施到位，灾害可以成功预防震后工程地质灾害特点几点启示在建工程地质灾害的发生是自然因素和人为因素综合作用的结果整个防灾的链条体系中只要一个防灾环节得当即可避免大规模的灾害发生灾害特征知识缺乏、防范意识薄弱，防灾措施失当是在建工程地质灾害发生的主要原因营地的错误选择、逃生过程的方法失当、对灾害链及其危险范围的估计不足是灾害发生的直接表现灾害监测预警等非工程措施将是在建工程地质灾害预防的关键措施泥石流防治工程问题之一羊八井317线工程排导槽泥石流流速流量容重等参数计算不够准确，设计纵坡偏低，导致排导出口淤积泥石流防治工程问题之二泥石流流量计算不足，桥梁孔跨偏小，与粗大颗粒不成比例桥梁孔跨不足泥石流漫流318线波密境内泥石流防治工程古乡沟泥石流导流堤泥石流防治工程问题之三泥石流导流堤位置偏低，与沟口衔接欠佳，对泥石流流量估计不足，涵洞设计偏小一颗印沟日足沟

泥石流防治工程问题之四对泥石流流量估计不足防治工程设计标准偏低泥石流堵塞桥涵泥石流冲毁干线公路500多米

被雀儿窝沟泥石流冲毁的挡墙马木河导流堤底被冲蚀掉对泥石流流速估计不足，导流堤材料标准偏低泥石流冲击力估计不足，挡墙厚度及强度偏小

泥石流防治工程问题之四塔子沟南沟古城沟11座低标准拦沙坝溃决使洪峰流量增加

泥石流启动并逐步带动沟坡崩滑岩土形成一定规模的泥石流（大峪沟小于500立方米/秒，小峪沟小于300立方米/秒）的泥石流。由于拦沙坝坝体内部的片石缺少砂浆胶结（仅表面有30厘米的浆切片石），坝体强度低；坝体开孔小而少（开孔多为长30厘米，宽30厘米，仅有少量较大的开孔）；坝肩大部分未有效堪入两侧基岩或密实土体（按规定坝肩须嵌入基岩0.5m以上）；坝体下游缺少护坝工程，未按格栅坝与重力坝结合，上游开孔大下游开孔小的原则进行建设，组合效益差。泥石流切割大峪沟和小峪沟各4道拦沙坝后流量增加后，进一步横扫主沟段的3道拦沙坝。由于坝体阻溃与大规模流体的侵蚀最终使得流量增加到1394立方米/秒。工程措施的不力会扩大泥石流的规模和灾害等级缺少合理的排洪系统，泥石流横扫居民区泥石流暴发前，三眼峪沟仅有最大3米深、4米宽的排导槽（12平方米断面），而且由于部分沟段垃圾的堆积断面更小，这使得泥石流无法顺槽排导，加上泥石流搬运的巨大颗粒的阻塞，排导沟渠无法发挥相应的排导作用。防治规划的不合理易驱动灾害的升级科普知识缺乏导致防灾自救方法欠妥尽管该流域1992年发生过泥石流并导致一定的泥石流灾害，但人们普遍对泥石流灾害特征没有清楚的认识。由于西城的改建，三眼峪沟沟口堆积扇居住的人口增加，当许多人听说三眼峪发生灾害时，前往帮助的部分人被后续的泥石流掩埋。居民听到振动声音后，部分人无法区分泥石流与地震，误认为地震由高楼移至低楼被泥石流卷走，增加的伤亡人数。2.0g/cm3,1394m3/s,9.6m/s,12.9m，体积799m3,重达2118吨；沟口堆积扇区堆积的最大颗粒直径吨。在地震灾后重建中如何确定建筑物抗震设计标准并严格落实是最为紧要的问题，下表简要介绍了中、美、日等国的抗震设计目标和标准及其落实情况国家目标建筑物抗震设计标准建筑物抗震落实情况中国防止结构重要破坏、人员死亡考虑地震重现期为475年，按照地震烈度分区给出区域系数有建筑抗震设计规范，但有待加强落实（主要是居民自建房屋）美国防止结构重要破坏、人员死亡考虑地震重现期为475年，按照地震烈度分区给出区域系数通过立法确保建筑抗震达标（竣工时）欧洲防止结构重要破坏、人员死亡考虑地震重现期为475年，按照地震烈度分区给出区域系数通过立法确保建筑抗震达标（竣工时）日本防止结构重要破坏、人员死亡考虑地震重现期为475年或2500年，并按照地震烈度分区给出区域系数通过立法确保建筑抗震达标（竣工时），并通过定期检查确保建筑抗震长期达标经历了汶川和芦山震后山地灾害的多次防治和重建，调整了城镇和重要工程的灾害设防标准，由20年一遇调整为50年一遇，提升了防灾能力连山村泥石流7-10石流后防治标准调整规划选址失当，许多灾后重建的规划区同时也是山地灾害的危险区，导致灾后三次重建存在问题；（1）我国缺少地震带工程建设的规划和设计标准，灾后恢复重建规划存在主观性；（2）总体规划与专业规划和各项专业规划之间衔接性差，特别是防灾规划与建设规划的衔接存在问题，直接导致灾害重复发生；（3）灾后重建规划连续性差，规划与实施存在脱节现象2010年8.13泥石流冲毁都江堰龙池灾害重建住宅2013年7.10泥石流冲毁都汶高速部分路段（1）研究地震带山地灾害易发区工程建设的规划和设计标准；（2）研究城镇与重大工程区遭受山地灾害的模式和规模、频率（3）研究城镇和重大工程区的山地灾害防控标准（4）研究灾后重建规划内容体系与实施细则灾后重建规划主要研究内容2010.8四川清平乡泥石流研究难点：确定灾后重建规划区域遭受山地灾害的风险3.泥石流灾害的防治目标

总体目标：基于调控和避险实现减灾稳坡目标：减少物源排导目标：减少淤积、堵塞灾害拦挡目标：减少规模与频率4.泥石流防治的主要工作内容泥石流形成运动规律泥石流判识与预测泥石流类型划分泥石流工程防治参数确定泥石流治理工程泥石流减灾非工程措施泥石流过程道路在泥石流形成、运动、堆积机理研究方面取得突破，系统揭示了泥石流动力过程，构成了勘察选线、工程设计和运营防灾管理的理论基础。泥石流沟的形成条件判别模式土源物质量与泥石流类型关系统计表单位松散物质量(m3/m2)泥石流类型<0.1——

0.1——0.3稀性0.3——2.0大部分稀性（74%）2.0——5.0稀性/粘性5.0——10.0大部分粘性（80%）10.0——20.0粘性>20.0粘性注：74%表示在统计资料中单位松散物质量在0.3-2.0(m3/m2)的泥石流沟中，稀性泥石流占74%；80%表示单位松散物质量在5.0-10.0(m3/m2)的泥石流沟中，粘性泥石流占80%根据西南山区具有土源数据和泥石流性质特征的28条泥石流沟的统计

泥石流按水源和物源成因分为：暴雨泥石流、冰川泥石流等。泥石流按集水区地貌特征分为：坡面型泥石流和沟谷型泥石流。此外还可以按爆发频率、泥石流物质组成、泥石流流体性质等划分。冰川泥石流

暴雨泥石流

泥石流类型划分按单沟泥石流动活动性分为；低、中、高和极高四级；按泥石流灾害危害性划分：特大型、大型、中性、和小型；按泥石流潜在危险性划分：特大型、大型、中性、和小型泥石流危险级别精度提高20％－40％冲击力计算<=10定量基于弯道超高流速计算方法精度提高30％－40％流量计算<=50糙率难确定经验性强传统的流速计算方法<=10定量基于粘土颗粒含量的容重计算方法<=40经验性传统容重计算方法误差（％）特点计算模型先进性比较泥石流防治工程设计参数确定：泥石流参数计算CM=ln(QMυM/(QBυB))

-1.189(1-cosθ)2

-3.677γm/γw≤-12.132CF=ln(QM/QB)

-0.883(1-cosθ)2

-2.587γm/γw≤-8.527堵河的流量和动量判别式泥石流堆积扇原公路线改建公路线形成堰塞湖小江河床改道1977河道1986河道2000河道揭示了泥石流作用下主河淤积抬升和平面摆动规律，建立了泥石流堵河的判别式，为河谷线平、纵面设计提供科学依据

泥石流淤积规律，建立了最大冲淤深度的计算公式，为确定桥涵净空、孔径和基础埋深提供依据。计算值实测值5月6月7月8月最大冲淤深(厚)度：川藏公路迫隆藏布段泥石流分布图坡向分异沿程差异泥石流性质差异泥石流点山区道路减灾综合选线原则，指导线路原则方案的比选。减灾综合选线原则以地质地貌