泥石流的危害与防治

水土保持学论文

题目：泥石流的危害与防治

系别：地球科学与资源系

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指导老师：***

2010年12月4日星期六

一、引言：泥石流定义………………………………………………………………………………………1

二、泥石流的产生条件………………………………………………………………………………………2

三、泥石流的危害…………………………………………………………………………………………………2 

四、泥石流灾害防治的基本措施…………………………………………………………………3

五、参考文献………………………………………………………………………………………………………………5

引言：泥石流的定义

背景：2010年8月8日，甘肃舟曲县上游的迭部县代古寺出现了93.8毫米的局地强降水；舟曲县东山镇降水量达96.3毫米，1小时最大降水量达77.3毫米，超过舟曲县8月平均降水量。局地短时强降水等因素引发了特大山洪泥石流灾害，造成1500多人死亡，200多人失踪。这次灾害引发我作为写这篇论文的真正原因。

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。

泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。

典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水 山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。 

泥石流是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流或滑坡之间的土（泛指固体松散物质）、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。 

一、泥石流具有以下性质：

1.具有土体性质——结构性

2.具有水体性质——流动性

3.具有发生在山区的性质——有较大的流动坡降(沟床比降)

二、泥石流的分类

(一)依据地貌学观点分类

1.按泥石流沟谷形态发育程度区分：

1)标准型泥石流 

　　为典型的泥石流，流域呈扇形，面积较大，能明显的划分出形成区，流通区和堆积区。 

2)河谷型泥石流 

　　流域呈有狭长条形，其形成区多为河流上游的沟谷，固体物质来源较分散，沟谷中有时常年有水，故水源较丰富，流通区与堆积区往往不能明显分出 

3)山坡型泥石流 

流域呈斗状，其面积一般小于1000㎡,无明显流通区，形成区与堆积区直接相连。 

2.按泥石流冲积扇所处的地貌位置区分：

1)峡谷型泥石流

2)宽谷型泥石流

(二)依据泥浆水利学观点分类

1.按物质成分分类

1)以粘性土为主，含少量砂粒、石块、粘度大、呈稠泥状的叫泥流；

2)以粒径不等的砂粒和粘性土为主，含少量石块的叫泥沙流；

3)由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流； 

4)由水和大小不等的砂粒、石块组成的称之水石流。 

2.按物质状态分类

1)粘性泥石流，含大量粘性土的泥石流或泥流。 

2)稀性泥石流，以水为主要成分，粘性土含量少，固体物质占10-40％，有很大分散性。

以上分类是中国最常见的两种分类。除此之外还有多种分类方法。如按泥石流的成因分类有：水川型泥石流，降雨型泥石流；按泥石流流域大小分类有：大型泥石流，中型泥石流和小型泥石流；按泥石流发展阶段分类有：发展期泥石流，旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等 

泥石流产生的条件

泥石流的形成需要三个基本条件：有陡峭便于集水集物的适当地形；上游堆积有丰富的松散固体物质；短期内有突然性的大量流水来源。 

一、地形地貌条件

　　在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场所。 

二、松散物质来源条件

　　泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；另外，岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林破坏地表植被和开垦造成水土流失，不合理开挖、不合理的弃土、弃渣、开山采矿、采石等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。 

三、水源条件

水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。

泥石流的危害

　　泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用，其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在四个方面。 

（一）对居民点的危害

　　泥石流冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。 

（二）对公路和铁路的危害

泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引起正在运行的火车、汽车，造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏公路、铁路及其它构筑物，甚至迫使道路改线，造成巨大的经济损失。

（三）对水利水电工程的危害

　　主要是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾水渠，并淤积水库、磨蚀坝面等。 

（四）对矿山的危害

主要是摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。

（五）对农田的危害

直接冲刷、冲毁农田，有的甚至掩埋农田。

泥石流灾害防治的基本措施

    泥石流有不同的特点，相应的治理措施也应有所不同。在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地区、应以生物措施为主、辅以工程措施；在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发生(形成)区，应以工程措施为主，兼用生物措施，而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地区，则以综合治理效果最佳。

一、生物措施

    泥石流防治的生物措施是包括恢复植被和合理耕牧。一般采用乔、灌、草等植物进行科学地配置营造，充分发挥其滞留降水，保持水土，调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小泥石流规模，减轻其危害程度的目的。生物措施一般需要在泥石流沟的全流域实施，对宜林荒坡更需采取此种措施。但要正确地解决好农、林、牧、薪之间的矛盾，如果管理不善，很难收到预期的效果。

与泥石流工程防治措施相比较，生物防治措施具有应用范围广，投资省、风险小，能促进生态平稳，改善自然环境条件，具有生产效益，以及防治作用持续时间长的特点。生物措施包括林业、农业工程通常在同一流域内随地形、坡度、土层厚度及其他条件的变化而因地制宜的进行具体布置。

(一)林业工程

1.水源涵养林

改良土壤，削减径流； 

2.水土保持林

保水保土，减少水土流失；

3.护床防冲林

保护沟床，防止冲刷、下切；

4.护堤固滩林

加固河堤，保护滩地，防风固沙。

(二)农业工程

5.梯田耕作

水土保持，减少水土流失；

6.立体种植

扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流；

7.免耕种植 

促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀；

8.选择作物

选择保水保土作物，减少水土流失。

二、工程措施

    泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通、堆积区内，相应采取蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程，停淤工程及改土护坡工程等治理工程，以控制泥石流的发生和危害，泥石流防治的工程措施通常适用于泥石流规模大，暴发不很频繁、松散固体物质补给及水动力条件相对集中，保护对象重要，要求防治标准高、见效快、一次性解决问题等情况。

（一）跨越工程

跨越工程是指修建桥梁、涵洞从泥石流上方凌空跨越，让泥石流在其下方排泄。

（二）穿过工程

    穿过工程是指修建隧道、明洞从泥石流下方穿过，泥石流在其上方排泄。对于隧道、明洞和渡槽设计的选择，总的原则是因地制宜。

（三）防护工程 

    防护工程是指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基，泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其他重要工程设施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。防护工程主要有护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。

（四）排导工程

    排导工程的作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。

    泥石流排导工程包括导流堤、急流槽和束流堤三种类型。导流堤的作用，主要是在于改善泥石流的流向，同时也改善流速。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。导流堤和急流槽组合成排导槽，以改善泥石流在堆积扇上的流势和流向，让泥石流循着指定的道路排泄，不让淤积。导流堤和束流堤组合成束导堤，可以防止泥石流漫流改道为害。

（五）拦挡工程

    拦挡工程是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，减少泥石流对下游经济建设工程冲刷、撞击和淤积等危害的工程设施。

对于防治泥石流的工程措施，常须采取多种措施结合应用。最常见的有拦碴坝与急流槽相结合的拦排工程，导流堤、拦碴坝和急流槽相结合的拦排工程，拦碴坝、急流槽和渡槽相结合的明洞(或渡槽)工程等。

（六）治水工程

1.蓄水工程

调蓄洪水，避免或减缓洪峰；

2.引水工程

引、排洪水，减缓、控制泄洪量；

3.截水工程

拦截上方滑坡或水土流失地段径流；

4.控雪融化工程  

人为促使冰雪提前融化，控制避免大量冰雪提前融化，加固或预先铲除冰碛堤。

（七）治泥工程

1.拦坝、谷坊工程

拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦蓄、减缓沟底坡度；

2.挡墙工程

稳固滑坡、崩塌体，拦蓄泥沙；

3.护坡、护岸工程

加固边坡、岸坡，增强坡体抗滑抗流能力；

4.削坡工程

降低坡角，削弱泥石流侵蚀力；

5.潜坝工程 

稳固沟床，防止泥石流下切。

排导工程

6.导流堤工程 

排导泥石流，防止泥石流冲淤；

7.顺水坝工程

调整导流向，排泄泥石流；

8.排导沟工程

排泄泥石流，防止泥石流漫溢；

9.导槽工程

在道路上方或下方筑槽排泄泥石流；

10.明硐工程

以明硐形式排泄泥石；

11.改沟工程   

将泥石流沟口改至相邻沟道。

（八）拦蓄工程

1.蓄淤场工程

利用开阔低洼地，蓄积泥石流；

2.拦泥库工程

利用平坦谷地，蓄积泥石流。

（九）农田工程

1.水田改旱地工程 

减少水渗透量，防止山体滑坡；

2.渠道防渗工程

防止渠水渗漏，稳定边坡

3.坡地改梯田工程 

防止坡面侵蚀和水土流失；

4.田间排水、截水工程

排导坡面径流，防止侵蚀；

5.夯实地面裂缝、田边筑埂 工程 

防止水下渗、拦截泥沙、稳定边坡。

通过这些措施的综合利用，减轻预防甚至控制泥石流灾害的发生，让泥石流灾害对我国的危害减少到最小，我希望也唤起大家爱护环境的意识和行动。

参考文献

1．段永候，罗元华. 柳源. 中国地质灾害［M］. 建筑工业出版社，1993．

2．张丽萍，唐克丽. 矿山泥石流［M］. 地质出版社，2001．

3．潘懋，李铁峰. 灾害地质学［M］. 北京大学出版社，2002．

4．胡茂炎，刘大军. 地质灾害与治理技术［M］. 地质出版社，2002．

5．崔鹏. 风景区泥石流研究与防治［M］. 科学出版社，2005．

6．费祥俊. 泥石流运动机理与灾害防治［M］. 清华大学出版社，2007．