泥石流.ppt

1、泥石流,泥石流,泥石流又称山洪流或泥石洪流，是指斜坡上或沟谷中含有大量泥、砂、石的固、液相颗粒流体，流体体积密度一般在1.2-2.3吨/立方米之间。泥石流是地质不良的山区一种介于洪水和滑坡间的地质灾害现象，常在暴雨(或融雪、冰川、水体溃决)激发下产生。,泥石流灾害特征,泥石流既可发生在地面上，也可发生于水下。前者常指山区小流域突然暴发的、体积密度超过1.3吨/立方米的、以浆体作为搬运介质的、具大冲大淤特征的特殊洪流。后者系指水下大陆坡上因崩塌、滑坡等过程而引发、常作为水下崩塌-滑坡-泥石流-浊流沉积体系之一出现的一种自然现象（水下浊流）。,泥石流灾害,近几十年来，国外有多起泥石流导致严重灾害的

2、报道。例如，亚洲中部天山北麓的哈萨克斯坦共和国首都阿拉木图城曾多次遭受泥石流侵袭。1921年7月8日，由于气温陡升，致使高山上大量冰雪融化，及随后的暴雨倾泻，将堆积于山坡、沟谷中的大量泥砂和石块带走，形成一股间隔30一60秒的呈波浪式前进的泥石洪流，把阿拉木图城的街道冲成了深河床，人与房屋连同基础一道被摧毁，导使400多人丧生，500多所房屋被毁，数百万吨平均厚度达1.5-2m的固体物质堆于数十公里以外的田园中。又如1970年秘鲁境内，由于火山爆发使高山上的冰雪大量融化导致的一次泥石流事件，破坏了若干城镇，使5万多人死亡和50万人无家可归。,泥石流灾害,据统计，我国有29个省(区)、771个县

3、(市)正遭受泥石流危害，平均每年的灾害泥石流发生率为18次/县，近40年来造成百人以上丧生的恶性泥石流事件达12起。1975-1984年间，四川、云南等18个省、市、区的泥石流灾害致死2168人，伤残854人，毁房18万间，毁田约4.38万公顷(合65.60万亩)，直接经济损失超过12.3亿元。1981年四川省暴雨后出现百年难遇的泥石流灾害，死亡386人，直接经济损失3亿元。又如，1981年7月27-28日辽宁复县(现为瓦房店市)、盖县、新金县(现为普兰店市)交界地带的老帽山地区暴发泥石流，受灾波及16.36万人，造成664人死亡，5058人受伤。,泥石流灾害,目前，全国铁路通过泥石流沟约15

4、00余条，其中约1/3存在着不同程度的风险度和危害性，每年雨季因此造成的断道、抢险、养护和整治费用以及直接与间接的经济损失数以亿元计，人员伤亡、设备被毁和行车安全事故时有发生。1949年以来，铁路沿线共发生泥石流1200多次，平均每年用于铁路修复和改建的费用就高达7000多万元。例如，位于四川境内的成昆铁路北段运营15年中，有78条泥石流沟先后爆发了149次泥石流，7次掩埋车站，2次冲毁桥梁，3次颠覆列车。近年来，我国泥石流灾害有渐趋加重的趋势，成昆线、陇海线等铁路每年均遭泥石流袭击。,共和车站太平沟泥石流，发生于1988年7月20日，固体物质总量10万立方米，龙头高7一8米，毁坏民房，一度中

5、断行车。,1988年7月15日夜波密米多沟内冰湖(龙兴错)上缘冰崩,使冰湖溃决,诱发泥石流.泥石流汇入迫隆藏布江,顺流而下,毁坏公路,席卷沿线建筑设施,扎木县城进水高达1米,损失严重.,西藏八宿县以东冷曲河右岸,1987年7月9日大暴雨,诱发各支沟产生不同规模的泥石流,阻车达半月之久.,1953年7月29日午夜，在川藏公路沿线暴发了古乡特大型冰川泥石流，1100多万立方米的固体物质，先堵塞沟谷，随之形成高达40多米的龙头，冲出沟口，倾泻于谷地，阻河成湖。此处以后又多次暴发泥石流。据不完全统计，到1973年，多达600余次。总计推出固体物质约达1亿多立方米，形成的泥石流扇面积4.23平方公里。,

6、1981年7月9日利子依达沟的一次泥石流，泥石流最大流量每秒达3200立方米，固体物质总量70万立方米，将一列正在隧道中驶出的客车的两辆机车和前两节车厢，连同桥梁冲入大渡河，另两节车厢颠覆于桥下，死亡275人，直接经济损失达2000万元，是我国铁路史上最惨重的泥石流灾难。,泥石流灾害,泥石流发生具有一定的时空分布规律。时间上多发生在降雨集中的雨季或高山冰雪强烈消融的季节，空间上多分布在新构造活动强烈的陡峻山区。我国泥石流在时空分布上构成了“南强北弱、西多东少、南早北晚、东先西后”的独特格局。这种现象主要原因是现在还在进行的板块运动。其中以川、滇、贵、甘、青等省尤为严重。,泥石流灾害,云南省东北

7、部小江干流总长133公里，流域面积2950平方公里，暴雨型泥石流暴发频繁。小江东川一带是全国甚至世界著名的泥石流多发区。举该区一例:1984年5月2日凌晨4点半左右，东川因民黑山沟发生灾害性泥石流。灾前数日该区小雨连绵约一周，土地湿润，空气湿度增大。当晚曾降极大的区域性雷暴雨，先下核桃大小的冰雹，接着下极大暴雨，历时30分钟，水、砂、石块，形成强大粘性泥石流，流速达6.22m/s。历时仅20分钟，将占沟建筑的职工宿舍、商店、粮库、电影院、老俱乐部共26万平方米房屋摧毁，并将粮库20t油罐冲到下游1km处，粮库损失粮食137万斤，油脂3万余斤。此外，死亡121人，伤34人，造成直接经济损失110

8、0万元，其后矿山停产数日，每日损失近60万元。,蒋家沟泥石流在东川市北部，是小江流域内暴发最频繁、规模最大、危害最严重的一条泥石流沟。此沟由大小支沟178条组成，总汇水面积47.1平方公里，年平均暴发泥石流16-20次，最多的一年为28次，一年下泄固体物质450万立方米，一次最大下泄固体物质31.6万立方米，容重一般为每立方米1.8-2.0吨 (最大为2.7吨)。近年来曾7次堵断小江，堵江时间最长为6个月，回水里程最长为20余公里，水位上升最高为10米。给附近工农业建设带来严重危害。,泥石流特征,泥石流流体浓度介于夹砂水流和滑动土体之间，其固体物质粒径分布范围很宽、流体性质很不稳定，泥石流中所

9、含固体体积一般超过15%，最高可达80%，这是泥石流活动过程与一般山洪活动的根本区别。它的活动特点是:在一个地段上往往突然爆发，能量巨大，来势凶猛，历时短暂，复发频繁。 泥石流的前锋是一股浓浊的洪流，其中泥砂、石块等体积可高达60%一80%，形成高达几米至十几米的“龙头”顺沟倾泻而下，小石块在泥浆中翻滚，几米的巨石常浮于泥石流上随流而下，冲刷、搬运、堆积十分迅速，可在很短的时间内运出几十万至数百万立方米固体物质和成百上千吨巨石，摧毁前进途中的一切，掩埋村镇、农田，堵塞江河，造成巨大生命财产损失。山区俗称“山洪”、“龙扒”、“走蛟等。,泥石流特征,冲和淤两者既是泥石流发展趋势的重要标志，也是泥石

10、流的主要活动特征和主要危害方式。冲是以巨大的冲击动力作用于建筑物而造成直接的破坏;淤是构造物被泥石流搬运停积下来的泥、砂、石淤埋。其危害性又与泥石流的性质、类型、强度、规模、发育阶段以及建筑物处于泥石流沟的相对位置和工程状况有关，若能相互适应，地理条件优越，则可避免或减轻泥石流的危害。 冲的危害特征:冲的危害方式主要有冲刷、冲击、冲毁、磨蚀、揭底、拉槽、弯道泥位冲高、直进性爬高、山坡切蚀、坡脚冲蚀、河岸侧蚀等多种危害形式，破坏建筑物、危害人民生命财产安全。 淤的危害特征:淤的危害方式主要有淤埋、漫流、堵塞、改道、堵河阻水，挤压河道，便河床剧烈淤高，冲刷对岸山体失稳，淤塞桥涵，淤埋道路，直接危害

11、工程效益和使用寿命。,泥石流灾害特征,其中淤埋是造成泥石流灾害最重要的原因之一，例如，1970年5月秘鲁乌阿斯卡雷山区因大地震诱发规模巨大的冰崩雪崩，随之爆发泥石流，掩埋山下两座村镇，死亡20000人;兰州市西固区在1964年7月发生的泥石流总体积约16万立方米，掩埋陈官营火车站和民房数十栋，死亡数十人。,泥石流冲淤因素,一般说来，泥石流的冲淤变化与下列因素密切相关: 水流：一般规律是涨水冲、退水淤;枯水期冲、洪水期淤;改道时冲、阻塞时淤;集中时冲、分散时淤;水深冲、水浅淤;流量大时，冲淤变化大;流量小，冲淤变化小; 地形：一般表现为沟槽深窄时冲、宽浅时淤;沟槽卡口处冲、放宽处淤;外侧冲、内侧

12、淤;由缓变陡处冲、由陡变缓处淤;坡度大时冲淤变化大，以冲为主;坡度小时冲淤变化小，以淤为主; 侵蚀基准面：由于侵蚀基准面常受河水位控制，因此，当主河水位上升时，以淤积为主，反之，以冲刷为主; 发育阶段：发育期淤多冲少;衰退期有冲有淤，由淤向冲转变；停歇期以冲为主。,泥石流的形成条件,泥石流的形成和发展，与流域的地质条件、地形地貌条件和水文气象条件有密切的关系，同时也受人类活动的强烈影响。地形地貌条件、地质条件和气象水文条件，此三者缺一便不能形成泥石流。,l地形条件,泥石流总是发生在山高谷深、地势陡峻、沟坡纵坡大而易于汇水的山岳地区，在这样的地区地表水迅速汇集后携带大量泥、石、石块等沿沟谷急冲直

13、下，每一处泥石流自成一个流域。典型的泥石流流域可划分为形成区、流通区和堆积区三个区段。,(1)泥石流形成区(上游) 在地形上多为高山环抱的山间小盆地，位于流域上游，包括汇水动力区和固体物质供给区。周围山坡陡峻，多为3060度的陡坡。有较大的汇水面积，其面积大者可达数平方公里至数十平方公里。坡体往往光秃破碎，无植被覆盖，因而坡积物发育，水土流失严重。斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。这样的地形条件，有利于汇集周围山坡上的水流和固体物质。区内岩性及剥蚀强度，直接影响泥石流的性质和规模。,(2)泥石流流通区(中游) 这是泥石流外泄的通道，一般位于流域的中、下游地段，在地形上多为狭窄而深切的峡谷或

14、冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大，且多陡坎和跃水。所以泥石流物质进入本区后有极强的冲刷能力，将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携走。当纵坡陡长而顺直时，泥石流流动畅通，可直泄下游，造成很大危害。反之，则由于易堵塞停积或改道而削弱能量。,(3)泥石流堆积区(下游) 这是泥石流物质的停积场所，多在沟谷的出口处，地形上为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，由于地形豁然开阔平坦，泥石流的功能急剧变小，最终停积下来，形成扇形、锥形或带形的堆积体，典型的地貌形态为洪积扇，其地面往往垄岗起伏，坎坷不平，大小石块混杂。若有多次泥石流活动，堆积区出现套叠现象。,2地质条件,泥石流强烈活动区，都是地质构造复杂、 断裂摺皱发育、新构

15、造运动活跃、地震烈度较高、崩滑灾害丛生的地段。这些因素导致地表岩层破碎、滑坡、崩塌、错落等地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。又因地形高耸陡峻，高差对比大，也为泥石流活动提供了强大的动能优势。我国一些著名的泥石流沟群，如云南东川、四川西昌、甘肃武都和西藏东南部山区大都是沿着断裂带发育。 在泥石流形成区内具备大最易于被水流侵蚀冲刷的疏松岩土体堆积物，是泥石流形成的最重要条件。堆积物的成因多种多样，有重力堆积的、风化残积的、坡积的、冰渍的或冰水沉积等类型，它们的粒度成分相差大，既有巨大的漂砾，也有细小的粉砂、粘土粒。一旦湿化饱水后，易于坍塌而被冲刷。此外，泥石流源区常见结构疏松、

16、易于风化、节理发育的岩层，或软硬相间的岩层，如片岩、千枚岩、泥页岩和凝灰岩等。,3.水文气象条件,水既是泥石流爆发的主要条件，也是泥石流的组成部分和搬运介质。泥石流的形成与短时间内突然性的大量流水密切相关。一般来说，泥石流的规模和分布与暴雨雨量和降雨区的分布相一致。突然性大量流水有:强度较大的暴雨，冰川、积雪的强烈消融，冰川湖、高山湖、水库等的突然溃决。另外，水能浸润饱和山坡松散物质，使其摩阻力减小，滑动力增大，加上水流对松散物质的侧蚀掏挖作用产生滑坡、崩塌等，增加了物质来源。,4人类活动的影响,良好的植被，可以减弱剥蚀过程，延缓逞流汇集，防止冲刷，保护坡面。在山区经济建设中，如果人为地滥伐山

17、林，不适当的改坡造田，修建交通设施，兴修水利，开山采矿，采石弃渣堆石等，造成山坡水土流失，往往为泥石流提供大量物质来源，诱发泥石流，或使已经退缩的泥石流重新发展。如东川、西昌、武都等地的泥石流，其形成与发展都与过去滥伐山林有着密切的关系。,泥石流的形成条件,泥石流的形成有三个缺一不可的基本条件: 流域内有丰富的固体物质来源; 有陡峻的地形和较大的沟床纵坡; 流域的中、上游有大暴雨或冰雪强烈消融或其他来源的充沛水源。,泥石流的分类 l根据泥石流流域形态分类,(1)沟谷型泥石流 沟谷明显，沟长坡缓，流域呈狭长形，分形成区、流通区和堆积区，泥石流发生、运动、堆积过程完整，堆积区呈扇形或带状，规模大，

18、一般流域面积大于1.0平方公里，泥石流沿沟谷有堆积也有冲刷搬运，形成逐次搬运的再生式泥石流。 (2)山坡型泥石流 沟浅、坡陡、流短，规模小，一般流域面积小于1.0平方公里，泥石流的发生和运动沿山坡或在坡面冲沟中进行，堆积在坡脚或冲沟口，堆积物棱角明显。由于汇水面积不大，水源一般不充沛，多形成重度大、规模小的泥石流。,2.根据泥石流物质特征分类 (1)按泥石流固体物质组成分类,泥流:由粘粒，粉粒和砂组成，很少砾石和卵石颗粒，颗粒级配偏细，密度偏高，有稀性和稠性，呈粘泥状，分布地域主要集中于甘肃天水、兰州及青海的西宁等山区和黄河的各大支流，如渭河、涅水、洛河、拴河等地区。 泥石流:固体物质由大量的

19、粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成，颗粒级配域宽，密度幅度域大，分布地域广，几乎散布全国山区各地，并以我国西部为主，如西藏波密地区、四川西昌地区、云南东川及甘肃武都地区。 水石流:固体物质以大小不等的石块、砂粒为主，粘性土含量较少;堆积物分选性强，颗粒级配偏粗，密度偏低，为稀性;分布地域较零散，主要分布于石灰岩、石英岩、大理岩、白云岩、玄武岩及砂岩分布地区，如陕西华山、山西太行山、北京西山等地。,(2)按泥石流流体物质状态分类,粘性泥石流:也称结构型泥石流，含大量粘土、细颗粒物质的泥石流或泥流，稠度大，粘性大，密度高，浮托力强，有铺床作用和阵流现象。固体物质占40%一60%，最高达80%。水不是

20、搬运介质，而仅是组成物质;大石块有浮运和翻腾现象。泥石流爆发突然，持续时间短，流路集中，直进性强，不易分散，破坏力大。堆积后密实，层次分明，透水性弱，常形成“舌状”或“岗状”。 稀性泥石流:也称紊流型泥石流，含粘细颗粒少，稠度稀，粘性小，密度低，浮托力弱，水为主要成分，固体物质占10%一40%，石块流速小于泥沙、浆体，呈翻滚、碰撞、跃移运动。堆积物粒径沿流程均有分选性，有强烈的下切作用，堆积物在堆积区呈扇状散布，停积后似“石海”。,(3)按水的补给来源分类,暴雨型泥石流 冰雪融水型泥石流 溃决型泥石流等。,泥石流的判别,泥石流沟的判识问题，关系是否修筑防治工程，错判造成浪费，漏判后患无穷，造成

21、损失，正确判识泥石流沟，提高抗灾能力，减少隐患，具有特别重要的科学意义和经济价值。 泥石流沟的评判方法，主要还是根据泥石流的形成条件来分析判断的。对较典型泥石流沟的判识，凭形成泥石流三项基本条件来区别；对似是而非的非典型泥石流沟(即潜伏性泥石流)则判断较难。何者为泥石流沟、何者为清水流沟，需要补充拟定一些条件来作为这两种沟谷区别的准则。,非典型性泥石流沟(或潜伏性泥石流沟)的判别特征,(1)环境特征 处于泥石流集中区或位于零散分布的典型泥石流沟周边地区有形成泥石流的内因，需有激发外因。 (2)地貌特征 有古泥石流地貌活动的沟谷;山沟与主河汇合处无明显的堆积扇，但在偏下游方向有主河流挤向对岸，有

22、堆积物形成急滩，其粒径、磨圆度、堆积特征、石块岩性均有异于主河床上下游一定范围内的分布性质与形态特征，这有可能是山沟泥石流堆积体被上游洪水切割后的残留物;植被较差，水土流失现象趋向严重;坡面不平整，欠稳定性;床面粒径差异性大、欠固定，磨圆度较差;沟形大，流虽小。 (3)地质特征 区域地质构造影响大，流域还有局部构造存在，岩层较坚硬，但没有明显的不良地质体，有厚层堆积物而又欠稳定，有可能是较长间歇期泥石流的积零成整的过程。,(4)固体物特征 磨圆度小，堆积物松散，粒径分选性差，石块无嵌固作用，床面粗化度小，耐冲性小，松散物质储量大于10000立方米/平方公里，流体密度有增大趋势，浆体稠度不稳定，

23、有堵塞现象。 (5)人为活动特征 人为活动有增无减，生物生态环境日趋恶化，不合理的砍伐，陡坡垦殖，水库塘地质量低，渠道渗漏，开山修路，采矿弃碴等行为，已经或即将提供大量松散物质者，有可能引发成为泥石流沟。 (6)地震与降雨特征 强地震加大暴雨是促进潜伏性泥石流发展的重要条件，调查时要综合分析泥石流沟的地震与降雨的组合形式，从而评估泥石流的发展进程。,泥石流灾害的防治,泥石流的发生、发展与危害，有其固有的规律。它是自然、生态环境严重退化的产物。治理泥石流，必须以防为主，以避为宜，以治为辅，防、避、治相结合的方针。同时，要善于因势利导，利用泥石流的活动规律，使防治系统运作自如，回归到大自然的良性循环中。要采取工程性措施与非工程性措施并举，充分依靠科技进步，提高抗灾、防灾，减灾、救灾能力，达到减灾的目的。 泥石流作用增强的一个基本原因是具有较大汇水面积的破碎松散山坡遭到人类不合理的经济活动影响(如砍光山坡森林植被，陡峻山坡开荒，过度放牧，沿汇水沟谷堆放采矿废石堆等)。泥石流预防治理措施应着重于防，