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泥石流整治

泥石流是一种特殊洪流。它发生在地质不良地形陡峻的山区，由于降水的浸蚀，山洪挟带大量泥、砂、石块沿山涧沟谷长距离奔腾而下。它的发生一般是骤然的短暂的和间歇(阵流)的。泥石流的前锋是一股浓浊而黏稠的洪流，从几米至十几米的高峰一泻而下，其容重大，浮托力强，冲刷和堆积都极其迅速，体积可达数十万以至数百万立方米，因而破坏力极强，其流经的沿途一切建筑物均可摧毁，以至堵河断流。

(一)泥石流的产状和地貌分区

1.产状

通常情况下观察流动中的泥石流是极其困难的，根据现场泥石流产生的“堆积物”和模型实验中的观察，一般可认为：

(1)泥石流是泥石和水在流体全层内较均匀分布的流体。

(2)流动体可分成前缘流和尾流(如图4—3—23)，前缘流的纵、横断面均呈现向上凸起的形状，该部集中了流体所携带的最大粒径的砾石，各个砾石一边翻滚一边相互碰撞着向下流动。尾流与前缘流相比，为低浓度泥沙的流动，一边浸蚀沟床堆积物一边向下流动，尾流中崛起的大粒径砾石依次向前缘流集中，使尾流本身成为泥沙流。

图4—3—23泥石流示意图

(3)泥石流休止于坡率减少、沟宽增大、含水比降低的场所。首先前缘流停止在近乎流动的状态，尾部覆盖到前缘流堆积物之上停止，在流量多的情况下将再次浸蚀前缘流向下游流去。

2.泥石流地貌分区

泥石流地貌一般可分为形成区(包括动力区)、流通区和堆积区三部分，见图4—3—24及表4—3—4。

表4—3—4泥石流地貌分区

分区

流域特征

形成区

多为三面环山、一面开口的山间低地，沟谷常为V形，沟床纵坡很陡，横坡亦大（平均30°～60°）。支沟呈树枝状或羽毛状。汇水面积宽。山坡裸露并有坍方、滑坡存在。沟坡及沟床松散，固体物质丰富。泥石流和规模、性质及危害程度与形成区有密切关系

流通区

多为狭谷地形，沟床窄深，纵坡较大，两侧山坡稳定，沟中常有卡口及跌水。当流通区与形成区、堆积区互相穿插时，成宽窄相间的串珠状沟段。山坡型的流通区很短或不单独存在

堆积区

位于流域下游或山口以外自然坡平缓处，呈扇形、锥形或带形。大小石块混杂堆积，地面垄岗起伏，坎坷不平。从堆积区的大小，一般可以看出泥石流的规模及其强度

(二)泥石流分类

泥石流可以按不同属性划分为若干类别，见表4—3—5。

图4—3—24泥石流流域示意图图4—3—25发生前降雨量和发生时降雨强度的关系

(三)引发泥石流的流域条件和降雨条件

从泥石流灾害资料可以看到，发生泥石流的沟谷纵坡，一般在最上游处倾角约30°，随着向下沿途坡率渐小，在沟谷出口处倾斜角约降至10°左右；从平面上看，沟谷头部狭窄，在沟谷的出口处急剧变宽，形成冲积堆。沟谷出口以上流域面积为0.1～1.8km2的泥石流沟，占全部泥石流沟总数的75%。泥石流的始发部位常常在倾角为15°以上的沟床或山腰下，抵达10°以下的区域形成堆积。日本京都大学防灾研究所“1979年年报”文献中，将发生泥石流的流域条件归纳为

tanθ≥(4—3—1)

式中θ——发生泥石流的沟床临界倾斜角；

P——堆积层固体物质的体积与总体体积之比(0.6～0.7)；

γ——堆积层固体物质的容重(26～27kN/m3)；

ρ——堆积层中泥水的容重(10～15kN/m3)；

d——堆积物的粒径(mm)；

h——发生泥石流时的表面水深(mm)；

——堆积层的内摩擦角(30°～45°)。

引发泥石流的降雨量和降雨强度，是随沟床堆积物的数量和地质情况不同而不同的。该文献还给出了大体上的降雨条件：发生泥石流前降雨量R＝150mm，发生时期的降雨强度r＝35mm/h，其关系如图4—3—25。

(四)泥石流地区水文计算

铁路穿越泥石流地区的水文计算和桥渡设计，以及泥石流沟的导治工程，在《水文勘规》中有专门的规定。

预防泥石流或者将对泥石流沟进行导治时应做具体的检算和设计，可以参照《铁路工程设计技术手册·桥渡水文》(铁三院主编)第十二章的内容。

(五)泥石流防治

泥石流防治应采取“防治结合，以防为主，拦排结合，以排为主”的方针，并以生物保水措施、工程措施与管理措施进行综合治理。

1.泥石流预防

泥石流的防治方案往往规模巨大，较根本的是在流域内采取水土保持，恢复天然植被，辅以适当的拦、排、修等工程手段，以防泥石流的发生与发展。

(1)种草植树：在泥石流沟的形成区植树造林，铺种草皮，禁止耕种。

(2)水土保持：保护树木草皮，严禁砍伐；在不适宜种植的地方应整平坡面、修建排水沟截引地表水，筑台阶或土埂；在沟谷上源要固定沟脑、沟坡；在山坡急剧变形处可采取刷坡或加固。