任務4穩定性分析與防治措施任務引入2022年7月6日凌晨6時許，云南德宏州芒市中山鄉小街至木城坡村委會方向2公里騍騾溝處，發生泥石流自然災害，導致道路受阻，下段部分水田和窩棚被淹，造成3人失聯。教學目標1.掌握泥石流穩定性分析；2.掌握泥石流的防治措施。

知識目標1.遵守法律，愛崗敬業，具有社會責任感和參與意識；2.具有質量意識、綠色環保意識與安全意識；3.具有集體與團隊合作精神，能進行溝通和協作。

素質目標1.能進行泥石流的穩定性分析，編制泥石流防治方案。

能力目標目錄泥石流基本特征值計算1泥石流易發程度分析與評價2泥石流的防治措施3一、泥石流基本特征值計算一、泥石流基本特征值計算（一）泥石流流體重度

1.現場配方法

現場采取泥石流堆積物配合溝水攪拌成泥石流漿體，經詢問曾見過泥石流發生性狀的村民，將漿體攪拌成當時泥石流漿體濃度并進行稱重，量測漿體體積，計算其重度作為泥石流流體的重度，其計算公式為：式中：

γc—泥石流重度（t/m3）；

Gc—配制泥漿重量（t）；

V—配制泥漿體積（m3）。一、泥石流基本特征值計算（一）泥石流流體重度

2.查表法

按照《泥石流災害防治工程勘查規范》（DZ/T0220-2006）附錄H填寫泥石流調查表并按附錄G進行易發程度評分，按表G.2數量化評分與重度關系對照表，查表確定泥石流重度和泥沙修正系數，計算泥石流重度。3.綜合取值

沒有以往監測資料的情況下，只能通過配方法和查表法來確定，而這兩種方法又各有其特點。配方法只能對已發生過，且有人目擊的泥石流進行測定，且測定結果只能代表當時的一次泥石流發生的結果。泥石流發生時降雨量大小，對重度的測量結果影響較大。查表法是在現狀調查基礎上帶預測性的重度值結果。根據泥石流溝重度值匹配結果選擇要采用的重量值，作為泥石流設計的依據。泥石流溝易發程度數量化評分表序號影響因素量級劃分極易發（A）得分中等易發（B）得分輕度易發（C）得分不易發生（D）得分1崩坍滑坡及水土流失（自然和人為的）的嚴重程度崩塌滑坡等重力侵蝕嚴重，多深層滑坡和大型崩塌、表土疏松，沖溝十分發育21崩塌滑坡發育，多淺層滑坡和中小型崩塌，有零星植被覆蓋，沖溝發育。16有零星崩塌、滑坡和沖溝發育12無崩坍、滑坡、沖溝或發育輕微12泥沙沿補給長度比（%）＞601660-301230-108＜1013溝口泥石流堆積扇活動程度河形彎曲或堵塞，大河主流受擠壓偏移14河形無較大變化，僅大河主流受迫偏11河形無變化，大河主流在高水偏。低水不偏7主河無河形變化，主流不偏14河溝縱坡（度，‰）＞12°（213）1212-6°（213-105）96-3°（105-52）6＜3°(32)15區域構造影響程度強抬升區，六級以上地震區9抬升區，4-6級地震區，有中小支斷層或無斷層7相對穩定區，4級以下地震戒指，有小斷層5沉降區，構造影響小或無影響16流域林、灌、草植被覆蓋率（%）＜10910-30730-605＞6017河溝近期一次沖淤變幅（m）＞282-161-0．240.218巖性巖性4軟巖\黃土6軟硬相間5風化和節理發育的硬巖4硬巖19沿溝松散物貯量（104M3/km2）＞10610-555-14＜1110溝岸山坡坡度（‰）＞32°（625）632°-25°（625-466）525°-15°（466-268）4＜15°（268）111產沙區溝槽橫斷面V型谷、谷中谷、U型谷5拓寬U型谷4復式斷面3平坦型112產沙區松散物平均厚度（m）＞10510-545-13＜1113流域面積（km2）0.2-555-1040.2以下10-1003＞100114流域相對高差（m）＞5004500-3003300-1003＜100115河溝堵塞程度嚴4中3輕2無1一、泥石流基本特征值計算

式中：

Qp—暴雨洪峰流量（m3/s）；ψ—暴雨徑流系數；

F—匯水面積（km2）；s—小時雨強（mm/h）。一、泥石流基本特征值計算

式中：

Qc—泥石流斷面洪峰流量（m3/s）；φ—泥沙修正系數；

Qp—暴雨洪峰流量（m3/s）；Dc—堵塞系數。一、泥石流基本特征值計算

式中：

Qc—泥石流斷面峰值流量（m3/s）；

Wc—泥石流過流斷面面積（m2）；

Vc—泥石流斷面平均流速（m/s）。對比形態調查法和雨洪法計算結果：采用形態調查法計算結果沒有暴雨頻率的概念，僅能代表當次泥石流的特征值，而雨洪法則根據現有溝域面積、溝域植被發育分布情況和徑流系數進行計算，具有預測性質。對比計算結果選擇符合泥石流現場實際情況的流量計算結果。一、泥石流基本特征值計算

式中：

Q—一次泥石流過程流量（m3）；

T—泥石流歷時（s）；

Qc—泥石流最大流速（m/s）。

式中：

QH—一次泥石流沖出固體物質總量（m3）；Q—一次泥石流過程流量（m3）；

γc—泥石流重度（t/m3）；

γc—水的重度（t/m3）；

γc—泥石流固體物質的重度（t/m3）。一、泥石流基本特征值計算

式中：

P—泥石流沖壓力（KN）；λ—建筑物形狀系數，圓形建筑物λ=1.0，矩形建筑物λ=1.33，方形建筑物λ=1.47；

γc—泥石流重度（t/m3）；

Vc—泥石流平均流速（m/s）；

α

—建筑物受力面與泥石流沖壓力方向的夾角（°）。一、泥石流基本特征值計算

一、泥石流基本特征值計算

二、泥石流易發程度分析與評價二、泥石流易發程度分析與評價

根據泥石流溝域基本特征和參數，按照《泥石流災害防治工程勘查規范》（DT/T0220—2006）附錄G“泥石流溝的數量化綜合評判及易發程度等級標準”，判斷泥石流的易發程度。泥石流溝易發程度數量化綜合評判等級標準表是與非的判別界限值劃分易發程度等級的界限值等級標準得分N的范圍等級按標準得分N的范圍自判是44~130極易發116~130易發87~115輕度易發44~86否15~43不發生15~43三、泥石流的防治措施三、泥石流的防治措施（一）防治目的

區域統一規劃，并根據國家及地方經濟實力按輕、重、緩、急安排實施，以達到控制泥石流發生和發展，減輕或清除對被防護目標的危害，使治理流域恢復或建立新的良性生態平衡，改善人類生存環境的目的。（二）防治原則

預防為主，以避為宜，以治為輔，防、避、治相結合的原則。（三）按泥石流的形成區、流通區與堆積區分區重點防治1.形成區：蓄水、固沙、護坡；2.流通區：減速、削能；3.堆積區：合理疏導。三、泥石流的防治措施（四）泥石流防治對策1.形成區防治思路：

（1）從泥石流產生基本條件（固體物、水體）和觸發條件（地表徑流強度）兩方面考慮。

（2）護坡：減少松散固體物來源。

（3）開發性治理水土流失：控制地形切割程度，減小地表徑流強度。

（4）排洪：使水沙分離，減小地表徑流強度，降低聚流水動條件，從根本上扼制產生泥石流的原因。三、泥石流的防治措施（四）泥石流防治對策2.流通區防治思路：

（1）控制固體物來源，減小地表徑流強度。

（2）保護溝床，截斷固體物補充源。

（3）攔擋：攔截固體、排液體，調整溝道形狀，減小縱比降，降低流體速度，削弱運動能量。三、泥石流的防治措施（四）泥石流防治對策3.堆積區防治思路：

（1）合理疏導保暢通，固留液走。

（2）排導：導向堆積場所，不與人類工程產生矛盾，不阻滯后續流體；固體堆積于適當的位置，不排向江河主流。三、泥石流的防治措施（五）泥石流治理措施1.工程措施治水工程一調洪水庫，截水溝、蓄水池、泄洪洞、引水渠等，攔洪削峰減動能。治土工程-攔擋(攔沙壩、谷坊壩):攔固(粗)、放水、減坡降、減流速、削能;支擋(擋土墻，護坡):護坡防沖。排導工程-明硐、導流堤、排導溝、渡槽、急流槽等:調流向、防漫流。儲淤工程-攔泥庫、儲淤場:攔固(細)削能、使流體順暢。全面、應急、治標不治本。三、泥石流的防治措施（五）泥石流治理措施2.生物措施水源涵養林--削減固物、調節氣候、降低雨強(形成區)。水土保持林-調節徑流、穩坡減固蓄水(形成區、流通區)。防沖林-護溝床、防(減)對下游沖擊(流通區)。固灘林-防風固沙護堤，改良環境(堆積區)。長遠、根本、見效慢。三、泥石流的防治措施（五）泥石流治理措施（1）跨越工程：修建橋梁、涵洞從泥石流上方凌空跨越，讓泥石流在其下方排泄。成昆鐵路沿線249條泥石流溝共修建橋梁157座，涵洞48座，占全部221項工程的90.2％（2）穿過工程：是指修建隧道、明洞從泥石流下方穿過，泥石流在其上方排泄。這是通過泥石流地區的又一種主要工程形式。據統計，成昆線穿過泥石流共修建隧道、明洞和渡槽16座，占全部221項工程的9.8％。對于隧道、明洞和渡槽設計的選擇，總的原則是因地制宜。四川汶川縣映秀鎮大溪溝泥石流橋梁跨越云南東川泥石流上的橋梁成昆鐵路關村壩站防治泥石流的明洞成昆鐵路一線天防治泥石流的渡槽云南彝良防治泥石流的隧道川藏公路上的渡槽三、泥石流的防治措施（五）泥石流治理措施（3）排導工程：排導工程的作用是改善泥石流流勢，增大橋梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按設計意圖順利排泄。

泥石流排導工程包括導流堤、急流槽和束流堤三種類型。導流堤的作用，主要是在于改善泥石流的流向，同時也改善流速。急流槽的作用，主要是改善流速，也改善流向。

束流堤作用，主要是改善流向，防止漫流。

導流堤和急流槽組合成排導槽，以改善泥石流在堆積扇上的流勢和流向，讓泥石流循著指定的道路排泄，不讓淤積。

導流堤和束流堤組合成束導堤，可以防止泥石流漫流改道為害。

四川茂縣縣城龍洞溝泥石流排導槽工程四川金川縣八步里溝泥石流排導槽工程云南東川達朵溝泥石流排導槽工程三、泥石流的防治措施（五）泥石流治理措施（4）攔擋工程：攔擋工程是用以控制組成泥石流的固體物質和雨洪徑流，削弱泥石流的流量、下泄總量和能量，減少泥石流對下游經濟建設工程沖刷、撞擊和淤積等危害的工程設施。

攔擋工程包括攔碴壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程四類。前三類起攔碴、滯流、固坡作用，控制泥石流的固體物質供給。截洪工程的作用在于控制雨洪徑流。總的目的是削弱泥石流。

對于防治泥石流的工程措施，常須采取多種措施結合應用。最常見的有攔碴壩與急流槽相結合的攔排工程，導流堤、攔碴壩和急流槽相結合的攔排工程，攔碴壩、急流槽和渡槽相結合的明洞(或渡槽)工程等。防護工程也常與其他工程配合應用。多種工程措施配合使用，比單純采用某一種工程措施要更為有效，也更為經濟合理。

北京密云番子牌西溝泥石流攔擋壩工程四川金川縣泥石流攔沙壩工程格柵壩工程泥石流停淤場工程云南東川大橋河泥石流縫隙壩工程云南東川泥石流谷坊群三、泥石流的防治措施（五）泥石