一、什么是泥石流

泥石流是山區(qū)溝谷中，由暴雨、冰雪融化等水源激發(fā)的、含有大量泥沙石塊的特殊洪流。其特征往往突然暴發(fā)，渾濁的流體沿著陡峻的山溝前推后擁、奔騰咆哮而下，地面為之震動(dòng)，山谷猶如雷鳴，在很短時(shí)間內(nèi)將大量泥沙石塊沖出溝外，在寬闊的堆積區(qū)橫沖直撞、漫流堆積，常常給人類生命財(cái)產(chǎn)造成很大危害。

二、泥石流的形成條件

泥石流的形成，必須同時(shí)具備有豐富的松散固體物質(zhì)、短時(shí)間內(nèi)有大量水的來(lái)源和有一定坡度的利于集水集物的溝狀地形三個(gè)基本條件。人類工程活動(dòng)也是誘發(fā)泥石流的因素之一。形成泥石流的地形一般為山高坡陡，溝床縱坡大，匯流區(qū)地形有利于大量水源匯集，而且多為碎屑巖、淺變質(zhì)巖及花崗巖風(fēng)化強(qiáng)烈的地區(qū)，或者坡面、谷槽、溪溝堆積大量廢土碎石的地方。泥石流的形成與降水關(guān)系密切，降雨量越大，形成泥石流的機(jī)率就越高。

1、陡坡碎石松土是泥石流的最基本條件

泥石流多發(fā)于河流的發(fā)源地，這些源頭地區(qū)為深切的高山，高差一般都超過(guò)500米，溝床比降為150～300‰，最大達(dá)600‰（約30°），至于溝側(cè)山坡則皆在30°以上，源頭區(qū)山坡最大坡度在55°以上。暴雨洪水因此獲得巨大動(dòng)能，從而促使溝床、溝側(cè)的大量堆積物起動(dòng)，形成泥石流。

2、強(qiáng)度暴雨易激發(fā)泥石流

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，泥石流主要與降雨強(qiáng)度關(guān)系密切，泥石流暴發(fā)在雨量集中，雨強(qiáng)最大的時(shí)段內(nèi)。有研究提出日雨量超過(guò)暴雨標(biāo)準(zhǔn)(日雨量≥50mm)可能產(chǎn)生泥石流，日雨量大于70mm時(shí)，可導(dǎo)致多溝齊發(fā)的嚴(yán)重后果。泥石流發(fā)育在暴雨中心地區(qū)，激發(fā)泥石流的日雨量超過(guò)大暴雨標(biāo)準(zhǔn) (日雨量≥100mm)。也有研究提出泥石流的激發(fā)因素是1小時(shí)雨強(qiáng)和十分鐘雨強(qiáng)的共同作用。十分鐘雨強(qiáng)11mm，1小時(shí)雨強(qiáng)36mm做為雨強(qiáng)界限值。這些都是各地區(qū)調(diào)查情況綜合分析而定，對(duì)泥石流預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)有重要參考作用。

3、人類不適當(dāng)活動(dòng)有可能誘發(fā)泥石流

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)程度和規(guī)模也在不斷發(fā)展。近年來(lái)，因?yàn)槿藶橐蛩卣T發(fā)的泥石流數(shù)量正在不斷增加�？赡苷T發(fā)泥石流的人類活動(dòng)主要有以下幾個(gè)方面：��

(1)不合理開(kāi)挖：修建鐵路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理開(kāi)挖。因?yàn)檫@些活動(dòng)常常破壞了山坡表層而導(dǎo)致暴雨容易入滲或破壞了邊坡穩(wěn)定性而引發(fā)滑坡、崩塌，進(jìn)而導(dǎo)致泥石流的發(fā)生。��

(2)不合理的棄土、棄渣：修路建房開(kāi)礦大量廢土廢碴棄于山坡和溪溝河床，暴雨洪水沖滾下瀉，形成的泥石流事例很多。

(3)濫伐亂墾：濫伐亂墾、丘崗開(kāi)發(fā)、山林全墾全復(fù)等使植被消失、山坡失去保護(hù)、土體疏松、沖溝發(fā)育，大大加重水土流失，進(jìn)而山坡穩(wěn)定性破壞，滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，結(jié)果就很容易產(chǎn)生泥石流。

三、泥石流的運(yùn)行特征

泥石流具有兩大特征：一是來(lái)勢(shì)兇猛，成災(zāi)迅速；二是推、垮、堵、壓數(shù)種破壞同時(shí)并發(fā)，災(zāi)情規(guī)模大，為害深。

泥石流下游地段，形成大片堆積。粘性泥石流停積后，形成許多與主流向平行的礫石壟崗，整體呈舌狀。堆積物很混雜，層次不顯，大石塊多懸浮于堆積體的頂部、兩側(cè)或前緣，礫石表面常有粗糙的斑狀或紡綞狀擦痕。��

泥石流作用也影響其下游相鄰地區(qū)的地貌。如泥石流堆積體擁進(jìn)下游主河河谷，就可能改變主河河谷形態(tài)，甚至阻塞河道，形成險(xiǎn)灘或暫時(shí)斷流成湖。

四、泥石流的危害

泥石流危害程度往往比單一的滑坡、崩塌和洪水的危害更為廣泛和嚴(yán)重。它的表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：��

1、對(duì)居民點(diǎn)的危害：泥石流最常見(jiàn)的危害之一是沖進(jìn)鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)，摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場(chǎng)所、設(shè)施，淹埋人畜，毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。

2、對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的危害：泥石流可直接埋沒(méi)車站、鐵路、公路、摧毀路基、橋涵等設(shè)施，致使交通中斷，還可引起正在運(yùn)行的火車、汽車顛覆，造成重大的人身傷亡事故。有時(shí)泥石流匯入河流，引起溪流改道，甚至迫使道路改線，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。建國(guó)以來(lái)，泥石流給我國(guó)鐵路和公路造成了無(wú)法估計(jì)的巨大損失。

3、對(duì)礦山的危害：主要是摧毀礦山及其設(shè)施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn)，甚至使礦山報(bào)廢。

4、對(duì)景觀生態(tài)、環(huán)境資源和自然遺產(chǎn)造成毀滅性的、不可恢復(fù)的破壞。

泥石流既有暴雨洪水的水流動(dòng)能，又挾帶大量固體物質(zhì)碎石巖土的自重，導(dǎo)致山洪容重大增，由坡面向下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了巨大的搬運(yùn)力，能將覆在其上的巨塊物質(zhì)，產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力，因而在山洪災(zāi)害中，泥石流破壞性最大。

六、防御泥石流災(zāi)害的措施

1、以避讓為主的措施

   在泥石流將發(fā)生時(shí)，通過(guò)警報(bào)，采取緊急撤離措施，使泥石流過(guò)境時(shí)災(zāi)害損失減至最低。��

當(dāng)?shù)弥�某區(qū)域一段時(shí)間內(nèi)將發(fā)生泥石流時(shí)，則應(yīng)對(duì)該地區(qū)采取緊急疏散和保護(hù)措施，人員需強(qiáng)行遷至安全區(qū)，要建立臨時(shí)躲避棚，躲避棚的位置要避開(kāi)溝渠凹岸，以及面積小而低平的凸岸和陡峭的山坡下，應(yīng)安置在距離村莊較近的山坡或位置較高的階臺(tái)地上。

不要順泥石流溝方向上游或向下游跑，應(yīng)向溝岸兩側(cè)山坡跑，且不要停留在凹坡處。

2、以抑制泥石流發(fā)生為主的措施��

采取蓄、引和攔擋工程，控制形成泥石流的水源和松散固體物質(zhì)的聚積和啟動(dòng)；以行政管理、法令措施消除激發(fā)泥石流的人為因素，從而在源頭上抑制泥石流的發(fā)生。��

3、以疏導(dǎo)泥石流過(guò)境為主的措施��

通過(guò)河道改造工程，調(diào)節(jié)泥石流的流向和流態(tài)，消減龍頭能量，促使泥石流分流或解體，從而減少通過(guò)保護(hù)區(qū)河道的泥石流流量、流速，使其順利過(guò)境不至危及兩岸保護(hù)區(qū)的安全。��

4、綜合防御措施

針對(duì)被保護(hù)目標(biāo)的性質(zhì)和重要性，采取工程、生物、預(yù)警、行政等措施對(duì)泥石流進(jìn)行抑制、疏導(dǎo)、局部避讓等綜合措施，以求達(dá)到最佳治理效和節(jié)省投資。

七、防治泥石流的工程措施

泥石流的防治原則是三個(gè)結(jié)合，即防治結(jié)合，生物措施與工程措施相結(jié)合，民辦與公助相結(jié)合。全面規(guī)劃，綜合治理。��

（一）坡面水土流失的防治

1、坡面松散土屑啟動(dòng)

據(jù)多方面觀測(cè)，坡面啟動(dòng)斷面平均流速一般大于0.5m/s。

下面列舉各種不同土質(zhì)的不沖流速供參考。

通過(guò)計(jì)算，中等坡度地面，光禿坡地流速為植被好的流速的1.5～3倍。��

據(jù)觀測(cè)各種不同條件的坡土最大容許不沖流速分別為：

粉沙土0.7～0.8m/s��

翻耕以后的疏松粘土、粘壤土：0.8～0.9m/s��

草甸護(hù)面壤土1.0～1.2m/s��

植被條件好的坡面，不僅坡面漫流速度減緩，允許不沖流速也大，一般喬灌木草甸混合山坡水土流失較少；中等坡度地開(kāi)墾以后，特別坡面全墾全復(fù)(剃光頭)，坡面漫流速大，而又容易被啟動(dòng)和沖洗。��

據(jù)西北水保所1973年觀測(cè)，在總降雨量346mm條件下，林地土壤流失量每畝4kg(6t/km2)，農(nóng)耕地238～450kg(357～675t/km2)。另?yè)?jù)湖南水土保持研究，大于15度的坡耕裸露地的土壤流失量一般每畝達(dá)1000～4000kg(1500～6500t/km2)。

2、坡面水土流失的防治措施

多數(shù)地區(qū)，山洪、泥石流的發(fā)生，與坡面水土保持和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。因此，禁止坡地開(kāi)荒，封山育林，種草種樹(shù)，搞好水土保持，同時(shí)實(shí)行合理耕作活動(dòng)，可以從根本上減輕山洪、泥石流的災(zāi)害�，F(xiàn)將坡面一般防治措施介紹如下：��

1、退耕植樹(shù)種草，增加植被覆蓋，制止坡土流失��

林草植被的滯洪保土效應(yīng)主要表現(xiàn)在：一是森林草甸對(duì)降水能進(jìn)行一系列的再分配，以一定比率分配給林地的不同部位，最后成為地表徑流的僅為一部分，從而減少了江河洪水量；二是延緩產(chǎn)流時(shí)間和減緩徑流速度，使徑流匯入江河的時(shí)間推遲，從而調(diào)節(jié)洪水流量，降低洪峰水位；三是森林枝葉和地被物擋雨，根系固土，減少了林地土壤侵蝕，使入河泥沙量大大減少，從而減輕洪水危害。

（1）將天水田和旱土改造成草場(chǎng)和果茶園

（2）改坡土為梯田��

田間工程由于各地氣候、土壤、作物種類、耕作習(xí)慣和地形條件各不相同，形式多樣，有梯田、培地梗、地邊埂、截水溝、水簸箕等，其中以梯田應(yīng)用最廣。梯田按其斷面形狀不同，可分為：水平梯田、隔坡梯田、階式梯田、波浪式梯田等。按其修筑材料分有土埂梯田和石坎梯田。

（二）泥石流的攔截措施

由于一些地區(qū)植物較差，山洪泥石流為害嚴(yán)重，對(duì)一些小流域的居民區(qū)、鐵路、公路、電站、礦山等需要保護(hù)載我威脅很大，要求采取積極的工程治理措施，我國(guó)在泥石流多發(fā)地區(qū)積累了這方面的經(jīng)驗(yàn)。防治泥石流的對(duì)策主要是：��

穩(wěn)：用排水、攔擋、護(hù)坡等穩(wěn)住松散物質(zhì)、滑塌體及坡面殘積物；��

攔：在中、上游設(shè)置谷坊或攔擋壩，攔截泥石流固體物；

排：在泥石流流通段采取排層渠(槽)，使泥石流順暢下排；

停：在泥石流出口有條件的地方設(shè)置停淤場(chǎng)，避免堵塞河道；

封：即封山育林，退耕還林；��

造：退造林種草，增加植被復(fù)蓋率。這種生物措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮以利治本，又可配合發(fā)揮工程措施的效益，創(chuàng)造有利環(huán)境。

現(xiàn)將工程防治措施舉例如下：��

1、谷坊��

谷坊是在山溪溝道上橫向修建的5m以下的低壩，又名閘山溝、沙土壩、攔沙堰等。其作用是為防治溝底下切、溝頭上延，還可攔蓄泥沙，使溝底坡度平緩，河床固定，達(dá)到減小水流流速和洪水流量保護(hù)溝道。

石谷坊溢水口可直接設(shè)在谷坊頂部的中間或靠近地質(zhì)條件好的巖坡一側(cè)，過(guò)水部分可用漿砌。土谷坊一般不允許洪水漫頂，因此，土谷坊的溢洪口是一項(xiàng)重要設(shè)施，一般布設(shè)在壩址一側(cè)的山坳處或坡度平緩的實(shí)土上。如果設(shè)在谷坊上但應(yīng)做好防沖處理。��

谷坊溢水口一般為矩形，斷面可用下式寬頂堰公式計(jì)算，也可參照下表確定。

式中：B——溢流口寬度(m)��

Q——溢洪流量立方m/s��

M——流量系數(shù)，一般用0.35

g——9.81m/s2��

H0——計(jì)算水頭(m)，可采用溢洪水深H值。

土谷坊溢洪道斷面尺寸表

坊溢洪口下游與土質(zhì)溝床連接處，應(yīng)設(shè)消能防沖設(shè)施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法進(jìn)行。谷坊淤滿后要充分利用淤成的土地，種植防沖林木，維護(hù)好溢水口，防止形成新的沖溝。��

2、攔擋壩(攔沙壩)��

攔擋壩的目的是以攔蓄山洪、泥石流中的固體物質(zhì)而采取的防護(hù)治理措施。攔擋壩有砌石重力壩、砌石拱壩、鐵絲石籠壩、格柵壩等類型。

砌石攔擋壩一般是壩頂溢流，為減輕過(guò)壩泥石流擊撞，壩體下游坡設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)陡，而上游坡應(yīng)當(dāng)緩(利用壩內(nèi)淤積物壓重，增加壩體穩(wěn)定性)。

3、排導(dǎo)渠(槽)��

排導(dǎo)工程的作用，主要是暢排泥石流，控制泥石流對(duì)通過(guò)區(qū)或堆積區(qū)的危害。對(duì)于游蕩性泥石流溝也可采用，以取得固定溝槽的作用。因?yàn)槟嗍�流的破壞性主要表現(xiàn)在水流泥流產(chǎn)生沖擊破壞和淹埋破壞。消除卡口，拓寬溝道，或修建泄洪槽、順?biāo)畨巫o(hù)岸和導(dǎo)流堤等，都屬于排導(dǎo)工程。在設(shè)計(jì)這些建筑物時(shí)，除考慮水流所固有的沖刷作用外，還應(yīng)考慮產(chǎn)生的磨損作用，以及建筑物受沖擊后，所產(chǎn)生的機(jī)械損壞。設(shè)計(jì)泥石流排導(dǎo)工程，可沿用加以修正的水力學(xué)公式和水工結(jié)構(gòu)計(jì)算。

為充分利用天然沖溝，縱坡選擇略大于原縱坡。

排導(dǎo)渠灣道曲率半徑一般為8倍渠底寬。

渠槽深度確定：

H＝hc+h1+△h��

式中：H——渠道邊墻高度(m)��

hc——渠中泥深(m)��

h1——渠頂超高，取h1＝0.6m��

△h——彎道附加超高(m)��

（三）沉沙池與分沙場(chǎng)��

在泥石流溝道流路上利用荒洼低地或開(kāi)挖圈圍，配合有利的彎道河勢(shì)，攔截分流沙石，減少泥石流沙石沖壓范圍。但是這與攔沙壩、攔擋壩不同點(diǎn)，在于沉沙而不是阻斷流路，不必對(duì)泥石流壓力和沖擊力進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，只是確定沉沙池防洪標(biāo)準(zhǔn)，選擇沙池合適地點(diǎn)，劃定經(jīng)濟(jì)合理范圍，取得最大的容沙量為準(zhǔn)。

攔石場(chǎng)這項(xiàng)措施，在我國(guó)舉世聞名的都江堰樞紐工程的布置體系中，“飛沙堰”就是一項(xiàng)成功的分洪減沙工程。天然溪流河道多為彎道，很少有泥沙堵塞現(xiàn)象，許多河道經(jīng)人工裁彎取直以后，發(fā)生泥沙堵塞新槽，洪水沖決新河堤，水仍然走老河槽。造成以上現(xiàn)象的原因