Question

泥石流灾害

Answer 1

泥石流是一种由泥砂、石块等松散碎屑物质和水组成的流体。泥石流与一般洪水不同，它暴发时，山谷雷鸣，地面震动，浓稠的流体或依着陡峻的山势，或沿峡谷深涧，前阻后涌，冲出山外，往往顷刻之间给人类造成巨大的灾难。

我国不少山区都发育有泥石流，但各地的叫法颇不一致：有些地方称“山洪”，西北地区称为“流泥、流石”或“山洪急流”，华北和东北山区称“龙扒”、“水泡”或“石洪”，川滇山区称为“走龙”或“走蛟”，西藏地区则称为“冰川暴发”。

由泥石流造成的灾害，包括人员伤亡、财产损失、生态环境和资源破坏等，称为泥石流灾害。

2.4.1　泥石流分类

泥石流可以按不同标准分成多种类型。泥石流常用的分类方法有8种（表2-4），按每一种分类方法又可以将泥石流分为若干亚类。

表2-4 泥石流主要类型简表

2.4.2　泥石流沟特征

常见的泥石流沟有两类，即沟道（谷）型泥石流沟和山坡型泥石流沟。

2.4.2.1　沟道型泥石流沟

典型的沟道（谷）型泥石流域，像一条头大腰细尾巴散开的金鱼一样。从上游到下游一般可将其分为3个区段（图2-11）。

图2-11 典型泥石流流域示意图

Ⅰ.泥石流形成区；Ⅱ.泥石流流通区；Ⅲ.泥石流堆积区；Ⅳ.泥石流堵塞大河形成的湖泊

泥石流形成区：一般位于流域的上游区段，多为高山环抱的山间盆地（低地），呈漏斗状，形成一个汇水区，泥石流的固体物质和水源主要由此区段供给。这里滑坡、崩塌、岩锥等可以同时伴生，水土流失严重，山坡极不稳定。

泥石流流通区：一般位于泥石流沟的中游地段，多为峡谷地形，谷坡急陡，沟床纵比降大，多陡坎或跌水。

泥石流堆积区：是泥石流固体物质停积地段，位于泥石流沟的下游，多呈扇形或锥形，大小石块掺杂堆积，地面垄岗起伏，坎坷不平。

2.4.2.2　山坡型泥石流沟

山坡型泥石流沟一般指发育在尚未形成明显沟谷的山体坡面上的小型或微型泥石流（图2-12）。

山坡型泥石流通常发育在坡度陡峻（20°～40°），坡面较长且较为平整，坡积层较薄（<3m），下伏基岩透水性较差的斜坡上。

泥石流形成区发育在斜坡的中、上部有一定汇水条件的凹型坡面。山坡型泥石流规模较小，流域面积一般不大于0.4km²，堆积物多为一般性搬运，泥沙输移量为数十立方米至数千立方米。人类对山地环境的破坏常加剧山坡型泥石流的活动。

图2-12 山坡型泥石流形态图

1.残坡积层；2.崩塌后壁；3.崩塌及泥石流形成区；4.泥石流流通区；5.泥石流堆积区；6.基岩

2.4.3　泥石流形成的基本条件

泥石流的发生必须同时具备3个条件，即陡峻的地形、丰富的松散固体物质和充沛的水源。

2.4.3.1　陡峻的地形

泥石流流域一般具有陡峻的地形，它为泥石流形成和向下运动提供必要的位能条件。典型的泥石流沟上游多为三面环山、一面出口的漏斗状地形，山坡坡度多为30°～60°，沟床纵坡一般不小于13°。这样的地形条件有利于承受周围山坡上的固体物质，也有利于集中水流。

2.4.3.2　丰富的松散固体物质

泥石流沟的斜坡或沟谷中应有足够数量的松散堆积物，它为泥石流形成提供必要的物源。山体表层岩体破碎风化后形成的残坡积物，滑坡、崩塌提供的松散堆积物，沟谷中各种沉积物及人工开山采石、采矿和工程建设的弃渣等是最常见的泥石流固体物质的来源。

2.4.3.3　充沛的水源

水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的动力条件，而且还是泥石流暴发的激发因素。如兰成渝管道沿线泥石流的水源主要是来自暴雨。

2.4.4　泥石流形成的地质条件

（1）地质构造复杂，断裂褶皱发育，新构造运动强烈，地震烈度大的地区是泥石流沟最密集分布的地区。上述原因导致这些地区岩体破碎，滑坡、崩塌密集分布，沟谷深切，从而为泥石流形成提供了有利的物源条件和地形条件。

（2）软弱岩层或软硬相间岩层大面积出露的地区也是泥石流沟密集分布的地区。管道沿线出露主要的软弱岩层有泥岩、页岩、煤系地层、粉砂岩或砂页岩等、板岩、千枚岩，另有黄土、残坡积碎石土、洪积、冲积砾石土等松散层。

2.4.5　人类活动可能诱发泥石流灾害

（1）过度砍伐森林、陡坡垦殖使森林植被破坏，山坡失去保护，山体裸露，水土流失严重，进而引起冲沟发育，破坏山体的稳定性，造成滑坡、崩塌等不良地质现象大量出现，最终就可能导致泥石流活跃。

（2）在铁路、公路、水利和其他基础设施建设中，不合理的工程开挖造成山体滑坡、崩塌发生，进而引起泥石流发生。

（3）工程建设、采矿、采石时不合理的弃土、弃渣，为泥石流直接提供了大量的松散固体物质。（4）水库、引水渠道渗漏和斜坡上的水田渗漏，造成大量水体渗入斜坡岩体诱发滑坡后，产生泥石流；水库、渠道溃决，直接造成溃决性泥石流。

2.4.6　泥石流对油气管道的作用及危害方式

2.4.6.1　泥石流的主要危害方式

泥石流的危害方式主要有冲刷、淤埋、冲击、磨蚀和堵塞等。

（1）在泥石流的形成区和流通区，大量坡面土体和沟床内的泥沙被泥石流冲走，山坡上土层被冲刷而形成难以利用的荒坡，沿沟岸坡垮塌，使两岸堤防、交通和水利设施遭破坏。

（2）泥石流沟下游及堆积扇上，泥石流带下的泥沙可将大量的农田、村庄及各种建筑物淤埋。

（3）快速流动的泥石流，尤其是其中的巨石具有很大的动能，能撞毁桥梁、堤坝、房屋等建筑物。

（4）泥石流中的泥沙在通过排导沟和坝体时，可将其表面严重磨蚀。

（5）泥石流体中含有大量泥沙、石块，甚至漂木，极易堵塞涵洞、桥梁，形成漫流改道，造成灾害。当支沟泥石流规模很大时，还可能堵塞主河，形成堰塞湖，使主河上游水位增高，淹没沿河两岸，堰塞湖一旦溃决又形成溃决泥石流或溃决洪水，造成更大的灾害。

此外，泥石流直进性强，在弯道凹岸或顶冲点能爬上数米甚至十几米高的沟岸或山坡，造成意外的损失。

2.4.6.2　泥石流对管道的作用及危害方式

泥石流对管道的作用与管道通过泥石流流域位置有关。

（1）管道在泥石流形成区通过：泥石流形成区虽地形较平缓，大多在20°～30°之间，这个地形是滑坡发生的最佳地形，靠沟边小型崩塌也多，所以要找一块较稳定的地方敷设管道较困难。若把管道敷设在滑坡体上，其作用和危害与前述第2部分同。

（2）管道从泥石流流通区通过：泥石流流通区沟床峡窄，岸坡高陡，坡度大多在40°以上，并多小型崩塌灾害，管道不适宜地下穿越，只能用桥或悬索跨越。若采用跨越，两岸的桥墩一定要置于稳定的岩土上，否则将遭受崩塌的危害。

（3）管道从沟口泥石流堆积扇顶通过：沟口大多较窄，并是泥石流冲、淤接近平衡之地，适宜管道敷设通过。泥石流对管道的作用主要是冲刷，若管道敷设较浅，泥石流有可能将管道冲出损毁。若管道采取深埋（1.5m以下），并在管道外侧修拦沙坝保护，就可防治泥石流对管道的危害（图2-13）。

图2-13 管道从泥石流堆积扇通过

（4）管道从泥石流堆积扇中间通过：泥石流堆积扇是一个不稳定的松散堆积体，且堆积扇高低不平，从沟口流出冲沟深切，管道敷设较为困难。若把管道敷设变浅，有可能受泥石流冲刷的危害。若把管道敷设过深（3m以上），泥石流堆积体以下的原始老土层中，工程量很大，施工困难。所以一般不把管道敷设在泥石流堆积扇中部。

（5）管道从泥石流堆积扇沿通过：此种敷设较好，因为前沿泥石流堆积体很薄，很易将管道敷设在原始老土层中，若离主河床较远，还不需作水工保护；如离主河床很近，还应做水工保护防治主河床水冲刷伤害管道。

以上5种敷设方式中，仅沟口、泥石流堆积扇沿位置较好，其他方式尽量避免。

2.4.7　我国泥石流的分布

我国幅员广大，地质构造复杂，岩性多变，地震强烈，加上季风气候，以及几千年来人类活动的影响，成为世界上泥石流最为发育的国家之一。

我国泥石流主要沿着山地活动性地质构造断裂带发育，沿河两岸及山间盆地的山前分布，并集中活跃于暴雨和融化水充沛地区，以及人为破坏，水土流失严重地区。西南、西北、华北、东北和中南的23个省（区）都分布有泥石流，其中以西南、西北为最多，最活跃，规模也最大^[8]。

从全国地势来看，泥石流集中分布在由一级阶梯到二级阶梯的过渡带，即，从喜马拉雅山和念青唐古拉山东段到横断山、龙门山、秦岭、大巴山、黄土高原、祁连山、昆仑山一带；其次是二级阶梯到三级阶梯的过渡带，即从长白山到燕山、太行山、巫山、大娄山、九万山、海洋山一带。