泥石流地質災害分析與防治中國地質大學〔武漢〕2021年11月2日，云南省11個州〔市〕遭遇暴雨襲擊，局部地區發生滑坡泥石流災害，其中楚雄彝族自治州楚雄市、雙柏縣災情較為嚴重。截至5日11時，災害已造成云南40人死亡，43人失蹤，10人受傷。西舍路鄉的大松樹村被泥石流一分為二幾乎被完全摧毀的新華村下轄水井邊村，該村共有十余名村民遇難鄉村公路及植被遭到破壞，多處坍塌造成山體疤痕累累，三峽庫區興山縣高陽鎮滑坡-泥石流2021年9月8日早8時，山西襄汾縣新塔公司選礦廠的尾礦庫發生垮壩，寬約600米，長約3公里泥石流將下游的一個農貿集市和兩個村子的局部房子沖跨。至少造成254人在事故中遇難。省長孟學農引咎辭職。

1概述2我國泥石流分布3泥石流分類4泥石流識別5泥石流的形成條件6泥石流的防治7實例分析目錄1概述泥石流又稱山洪泥流，是發生在山區的一種含有大量泥砂、石塊的暫時性、突發性急水流，是介于流水與滑坡之間的一種地質作用。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下，大量的水體浸透山坡或溝床中的固體堆積物質，使其穩定性降低，飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。泥石流經常突然爆發，來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊，并以高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。泥石流所到之處，有摧枯拉朽之勢。，菲律賓南萊特省圣伯納德鎮發生滑坡泥石流，方圓5至7公里的土地剎那間變成一個巨大泥潭，300多座房屋被埋沒，造成2000余人死亡2005.6.10黑龍江沙蘭泥石流，117人死亡，其中小學生105人1981年7月，四川全境遭遇百年不遇的特大暴雨。9日凌晨1時許，四川省甘洛縣成昆鐵路上大渡河的一條支流利子依達溝突發84萬立方米的大型泥石流，長125米的利子依達鐵路大橋高15米的1號、2號橋墩被洶涌的泥石流沖毀，兩孔橋梁連同橋墩一道被折斷。1時41分，格里坪開往成都的442次旅客列車由雙機牽引從尼日車站開出，沿著坡道向著緊連斷橋的奶奶包隧道奔馳。列車駛進隧道后曲線運行，1時46分，接近洞口20米，離斷橋70米時，司機王明儒在潑灑的暴雨中突然發現險情，立即采取緊急制動措施，用生命中最后的幾秒拉下了關鍵的死閘和汽笛。英勇的司機隨機車一起滑墜到斷橋下面洶涌奔騰的泥石流里，壯烈犧牲。第二臺機車、行李郵政車、11號硬座車廂也隨著慣性相繼墜入河中。后面的10號和9號車廂翻落在橋下的護坡上，8號車廂在隧道內出軌，7號至1號車廂安然停下。事故造成車上130人死亡，146人受傷，是中國鐵路史上空前慘烈的事故。當泥石流涌出溝口后，又沖過大渡河，直搗對岸。在幾分鐘之內就將寬達120米、最深處達13米的洶涌澎湃的大渡河攔腰截斷，高26米的堵河壩體4小時后潰塌，大渡河上下兩岸遭到了劫掠，沿河公路交通被阻斷半年之久。滑坡演化為泥石流泥石流作為一種地質災害現象，是工程地質學的研究對象之一，同時具有水文學、流變學、水土保持學、地貌學、工程學、環境學及災害學等屬性。水文學者認為，泥石流是比洪水密度大得多的特殊洪流；流變學者認為，泥石流是一種多相流體；水土保持學者認為，泥石流是水土流失的一種特殊形式；地貌學者認為，泥石流是塑造地表形態的一種造貌過程；工程學者認為，泥石流是一種不良物理地質現象；環境學者認為，泥石流是一種破壞環境的因素；災害學者認為，泥石流是一種山地地質洪流災害。2我國泥石流分布我國泥石流分布受地質構造、地貌和氣候的控制，決定的泥石流活動及其災害具有以下分布規律：其一為沿斷裂構造帶密集分布；其二在地震活動帶成群分布，主要分布于烈度Ⅶ級以上地震區；其三分布在深切的中、高山區，尤其第二與第三級階梯間的過渡地帶，普遍有泥石流發育。常出現在海拔800～2500m，坡面25°～35°，溝床比降100‰～400‰，集水面積0.6～50km2的地區。泥石流災害頻次具有周期性這與氣象等的周期性有一定的內在聯系泥石流災害有越演越烈的趨勢這與氣候變暖、人類活動增強有一定的內在聯系3泥石流分類泥石流流域形態分類泥石流成因分類泥石流體的物質組成分類泥石流流體性質分類按泥石流流域形態分類

標準型泥石流：為典型的泥石流，流域呈扇形，流域面積較大，能明顯地劃分出形成區、流通區和堆積區。

河谷型泥石流：流域呈狹長條形，其形成區多為河流上游的溝谷，固體物質來源分散，溝谷中有時常年有水，故水資源豐富，流通區與堆積區往往不能明顯分出。

山坡型泥石流：流域呈斗狀，面積一般小于1平方千米，無明顯流通區，形成區與堆積區直接相連。按泥石流成因分類：按泥石流體的物質組成分類：泥石流：這是由漿體和石塊共同組成的特殊流體，固體成分從粒徑小于0.005毫米的粘土、粉砂到幾米至10-20米的大漂礫。它的級配范圍之大是其它類型的夾沙水流所無法比較的。這類泥石流在我國山區的分布范圍比較廣泛，對山區的經濟建設和國防建設危害十分嚴重。泥流：是指主要發育在我國黃土高原地區，以細粒泥石流為主要固體成分的泥質流。泥流中粘粒含量大于石質山區泥石流，粘粒重量比可達15%以上。泥流含多少量碎石、巖屑，粘度大，呈稠泥狀，結構比泥石流更為明顯。我國黃河中游地區干流和支流中的泥沙，大多來自這些泥流溝。水石流：是指發育在大理巖、白云巖、石灰巖、砂巖、礫巖或局部花崗巖山區，由水和粗砂、礫石、大漂礫組成的特殊流體，粘粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性質和形成，類似山洪。泥石流水石流按泥石流流體性質分類：粘性泥石流：指呈層流狀態，固體和液體物質作整體運動，無垂直交換的高容重〔1.6—2.3噸/立方米〕濃稠漿體。承浮和托懸力大，能使比重大于漿體的巨大石塊或漂礫呈懸移狀〔在特殊情況下，人體也可被托浮懸移，1939年7月四川漢源流沙河泥石流，將一位老太婆浮運1.3公里〕，有時滾動，流體陣性明顯，有堵塞、斷流和浪頭現象；流體直進性強，轉向性弱、遇彎道爬高明顯，沿程滲漏不明顯。沉積后呈舌狀堆積，剖面中一次沉積物的層次不明顯，但各層之間層次清楚；沉積物分選性差，滲水性弱，洪水后不易干涸。稀性泥石流：指呈紊流狀態，固液兩相作不等速運動，有垂直交換，石塊在其中作翻滾或躍移前進的低容重〔1.2—1.8噸/立方米〕泥漿體。漿體混濁，陣性不明顯，與含沙水流性質近似，有股流及散流現象。水與漿體沿程易滲漏、散失。沉積后呈壟崗狀或扇狀，洪水后即可干涸通行，沉積物呈松散狀，有分選性。以上是我國常見的四種分類方案。除此之外，還有：

按水源類型劃分為：降雨型、冰川型、潰壩型；按地形形態劃分為：溝谷型、坡面型；按泥石流溝的發育階段劃分為：開展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流；按泥石流的固體物質來源劃分為：滑坡泥石流、崩塌泥石流、溝床侵蝕泥石流、坡面侵蝕泥石流等等?；滦湍嗍鬏^常見，是一種特殊的能量轉換體運動類型。它是在很短時間內，由滑坡體的位能快速轉化為動能的一次性滑動—流動—堆積?；滦湍嗍鞯幕顒邮怯蓧K體在整個連續運動過程中開展的兩個階段(先滑坡，后泥石流)組成。4泥石流識別現代泥石流容易識別，古代泥石流呢？特殊的地貌土包塊石結構2003年巴東三中滑坡4.1泥石流結構特征泥石流沉積有大小混雜、泥礫、漂礫、擦痕、磨光面、磨圓度差等現象泥石流沉積構造〔宏觀標志〕：稀性泥石流：石線構造、疊瓦構造、礫石支撐-疊置構造粘性泥石流：環狀流線構造、反正粒級層理-混雜構造、底泥-混雜構造、楔狀尖滅構造、荷載構造、大塊石泥質支撐結構、袋狀構造泥石流堆積與崩塌堆積、河道堆積、冰磧〔qi〕不同?？蓮亩逊e物結構構造、地貌形態及堆積環境等角度進行鑒別。錐形堆積體：在山區陡坡段〔坡度大于30°〕坡面上，松散堆積物在強降雨條件下形成泥石流，堆積在坡麓，形成泥石流錐體扇形堆積體：較大規模泥石流堆積在泥石流溝出口平緩開闊地帶，呈扇形4.3泥石流堆積與冰磧的鑒別沉積構造角度鑒別:1〕是否存在流動型各種構造是冰磧和泥石流堆積最主要的區別，冰磧中不存在任何類型的流動構造；2〕冰磧的沉積構造主要是以冰川固體性質有關的，如傾斜層構造、帶狀構造等同生構造和與推擠有關的各種次生構造；流動的泥石流內部存在著差異性運動，碎屑可以左、右、上、下交叉混合，不會形成帶狀構造；3〕泥石流中所發現的圓度較好的土類泥球〔泥球構造〕在冰磧中是沒有的，在冰川強有力的推擠下任何土類都會被壓碎；4〕冰川沉積存在沉積旋回，但泥石流沉積旋回更為發育，泥石流頻率比冰川進退頻率高得多。泥石流旋回是通過沖刷礫石層、底泥層反映出來的，是特有的。地形地貌及環境角度鑒別:泥石流切割強烈的地貌，不同的氣候環境，更多的是熱帶亞熱帶冰川高原地貌，寒冷的氣候U形谷，冰斗，羊背石，冰臼等標志性地貌。植被〔化石〕類型不同5泥石流的形成條件地形條件形成區流通區堆積區地質條件豐富的物源氣象條件強烈的地表徑流泥石流形成條件地形條件泥石流形成區：多為三面環山,一面出口的半園形開闊地帶,周圍山坡陡峭,多為30—60度的陡坡.

泥石流流通區：是泥石流通搬運的地段,多為狹窄而深切的峽谷和沖溝,谷壁陡峭而縱坡降較大,且多陡坎和跌水.

泥石流堆積區：泥石流物質的停留場所,一般位于山口或山間盆地邊緣,地形平緩.地質條件泥石流活動強烈的山區，都是地質構造復雜，巖石風化碎裂，新構造運動活潑，地震頻發，崩滑災害叢生的地段。泥石流形成的最重要條件是大量易于被水流沖刷的疏散土石堆積物。氣象條件泥石流的動力條件——地表徑流是與氣象緊密相關的，它來源與暴雨，冰雪融化和水體潰決等。暴雨型泥石流此類型的泥石流發生最為普遍。暴雨是誘發泥石流的重要因素。但凡山高坡陡，溝壑縱橫，植被較差、土層薄，沒有高大森林，也沒有灌木叢林的山地；當遇有暴雨或大暴雨時，最容易發生泥石流。據福建南平地區調查，在容易發生泥石流的地形和地質條件下，24小時雨量達140毫米以上時，就有可能誘發泥石流。降水越強，出現泥石流的時機越多，災害也越嚴重。當24小時雨量達300毫米以上時，會誘發形成較重和嚴重的泥石流。通常認為泥石流的發生與前期有較長時間的降水有關。在先有較長時間降水的情況下，由于土層含水飽和，徑流系數加大，匯流時間縮短。但調查分析還認為，即使前期少雨的情況下，短時間內強集中暴雨同樣也可以誘發泥石流，只是在這種情況下，暴雨的強度比前者要大。因此，汛期季節是泥石流發生的主要季節。6泥石流防治泥石流災害的治理是在泥石流的形成、流通、堆積區內，采取相應的治理工程〔如蓄水、引水工程，攔擋、支護工程，排導、引渡工程，停淤工程及改土護坡工程等〕，以控制泥石流的發生和危害。泥石流的治理工程通常適用于泥石流規模大，爆發不很頻繁、松散固體物質補給及水動力條件相對集中，保護對象重要，要求防治標準高、見效快、一次性解決問題的情況。治理工程主要有治水、治土和排導等為主的方案。1〕治水為主的方案：利用蓄水、引水和截水等工程控制地表洪水徑流，削減水動力條件，使水土別離，穩定山坡。輔之少量攔擋、排導工程穩定局部土體，適用于水力類泥石流溝的治理。2〕治土為主的方案：利用攔擋、支護工程，攔蓄泥石流固體物質，穩定溝岸崩塌及滑坡；同時輔以排導、截水工程等。適用于土力類崩塌滑坡型泥石流溝的治理。3〕排導為主的方案：利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。4〕綜合治理方案：在具體實施泥石流的防治時，宜采取坡面、溝道兼顧，上下游統籌的綜合治理方案。一般在溝谷上游以治水為主，中游以治土為主，下游以排導為主。典型泥石流防治：1〕泥石流形成區的防治2〕泥石流流通區的防治3〕泥石流堆積區的防治4〕交通線路區的防治泥石流形成區的防治泥石流形成區是全流域防治的重點地段。一般采用植樹造林和護坡草被，來加強水土保持，并修建坡面排水系統調節地表徑流，以防止溝源侵蝕。采取上述措施的目的，是為了減少或消除泥石流固體物質的補給來源，以控制泥石流的爆發。泥石流流通區的防治泥石流流通區一般修筑攔擋工程。最常采用的措施是沿溝修筑一系列不高的低壩或石墻，以攔截泥石。壩高一般5m左有，壩身上應留有水孔以排泄水流。壩距:L=H/(I-I0)I0=0.093der/RH:壩高I:溝谷縱坡降I0:壩前堆積物外表坡度der:堆積物顆粒平均粒徑R:水力半徑 攔擋工程的作用是攔蓄泥石流固體物質，穩定溝岸崩塌及滑坡，減小泥石流沖刷和沖擊力，抑制泥石流發育和爆發規模。攔擋工程通常建于泥石流形成區或形成——流通區溝谷內，其主要類型包括攔砂壩〔實體重力壩〕和格柵壩等。1〕攔砂壩〔實體重力壩〕攔砂壩是泥石流防治中的一種骨干工程，修建在泥石流形成區中下游或流通區內的永久性工程。功能：攔蓄泥砂，調節下泄泥石流的流速、流量和規模，降低其危害作用，抬高局部溝床，控制溝道侵蝕基準，形成大范圍回淤，穩定溝岸及崩滑體。攔砂壩以圬工重力式結構采用得較為普遍。由預制或整體澆筑的素混凝土，磚石砌筑構成的結構物，這兩種結構通常統稱為圬工結構。特點：抗壓強度大，而抗拉，抗剪性能較差。適用范圍：圬工結構在工程中常用作以承壓為主的結構構件，如拱橋的拱圈、涵洞、橋梁的重力式墩臺、擴大根底及重力式擋土墻等。圬工重力式結構2〕格柵壩格柵壩是用于稀性泥石流和水石流防治的一種工程結構。它能攔蓄泥石流中粗大顆粒，排走泥沙、細礫和流體中的自由水，使進入壩庫的泥石流很快被疏干，到達水土別離。泥石流停淤固結之后，格柵和壩體受力減小，平安性增加。格柵壩最適合于攔蓄含巨石、大漂礫的水石流、稀性泥石流和挾帶大量推移質的高含沙洪水，也可布置在粘性泥石流與洪水相間出現的溝道；而不適用于攔蓄崩滑體和間發性粘性泥石流。泥石流堆積區的防治泥石流堆積區一般采用排導措施，以保護附近的居民點、工礦企業、農田及交通線路。主要的排導工程是泄洪道和導流堤。泄洪道：能起到順暢排泄泥石流的作用，使之在遠離保護區停積下來。導流堤：能起到引導泥石流轉向作用，必須修筑于出山口處，以確保被保護對象的平安。這種措施還要有適宜的停積場地與之配套。交通線路區的防治為了確保交通線路的平安，還需采取一些行之有效的專門防治措施。如跨越泥石流的橋梁、涵洞，穿越泥石流的護路明洞、護路廊道、隧道、渡槽等防護工程。泥石流渡槽泥石流渡槽通常建于泥石流溝流通段或流通——堆積段，與鐵路、公路、水渠、管道或其它線形設施立體交叉。泥石流通過上面的渡槽以急流形式通過，流速及輸移效率較高，是泥石流災害防治常采用的一種排導工程。渡槽使用條件：泥石流爆發較為頻繁，高含沙水流水交替出現，有沖刷條件的溝道。泥石流最大流量不超過200m3/s，其中固體物粒徑最大不超過1.5m的中小型泥石流。具有足夠的地形高差，滿足線路設施立體交叉凈空的要求。進出口順暢，根底有足夠的承載力并具有較高的抗沖刷能力。溝道遷徙無常，沖淤變化急劇，流量、容重和固體物粒徑變幅很大的高粘性泥石流和含巨大漂礫的水石流那么不宜采用或慎用。成昆鐵路上最大的勒古洛奪泥石流導槽僅此工程假設按2005的工程造價約可拉動數億元的GDP明洞工程泥石流明洞與渡槽類似，往往當渡槽的寬度超過它的跨度后，就被稱為明洞。明洞頂上一般都有1米以上的土層覆蓋，故保持了溝床的自然形態。排泄的最大泥石流流量及漂礫直徑均大于渡槽。

明洞的適用條件:泥石流規模大，流體中含有大石塊較多的溝谷，當溝口高差滿足線路凈高要求時，可采用明洞排泄。泥石流溝床縱坡很大，修建渡槽又在構造上有困難，亦可采用明洞。線路在堆積扇底下穿過，標高又略低于洞頂，且泥石流淤積、漫流不很嚴重〔或可控制〕，還可明挖施工者，應采用潛埋明洞。線路經過流通區溝底穿過，假設能滿足洞頂標高要求，又可明挖施工者，可在流通區范圍內采用明洞通過，這樣可以縮短兩端隧道長度。泥石流災害的預測預報泥石流形成的影響因素很多，它的形成機理與過程復雜，目前對災害形成的機理的認識仍不明確，從而還不能建立基于形成機理的預測預報模型，這是影響災害觀測精度的瓶頸。在今后加強泥石流形成規律的同時，盡可能地利用現有可獲取的信息，提取區域和單點災害發生的關鍵因素，建立間接的區域和單點預報模型，盡可能地提高預報精度。加強山區基層的災害監測預警能力，特別是進一步加強群測群防的能力建設。進行全國性的災害詳查，確定危險范圍與危險度。對危險區域及時采取治理與防護措施。將不便治理的危險區域中的人，遷往平安地帶。在工程治理中，注重采用生態工程措施，特