四、泥石流
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、流速快、流量大、物质容量大和破坏力强等特点。
（一）泥石流的类型
泥石流分类的方案很多，以下为我国最常见的几种分类方案。
1.按物质成分分类
（1）水石流型泥石流。这类泥石流的固体物质数量不多，主要由不均匀的石块和沙砾组成，如块石、漂砾、碎石、岩屑及砂等，黏土质细粒物质含量少（＜10%），且它们在泥石流运动过程中极易被冲洗掉，所以堆积物常常是粗大碎屑物质。这类泥石流多发生在石灰岩、大理岩和部分花岗岩分布地区，我国陕西华山，山西太行山，北京西山和辽东山地的泥石流多属此类。
（2）泥石流型泥石流。这类泥石流的固体物质含有不均匀的粗碎屑物质，如块石、漂砾、碎石、砾石、砂砾等，又含有相当多的黏土质细粒物质，因黏土有一定的黏结性，所以堆积物质常形成黏结较牢固的土石混合物。这是一类较典型的泥石流，多见于花岗岩、片麻岩、板岩、千枚岩以及页岩分布的山区。我国西南和西北地区，如西藏波密、云南东川和甘肃武都等地的泥石流多属此类。
（3）泥流型泥石流。这类泥石流的固体物质基本上由细碎屑和黏土物质所组成（80%～90%），仅含少量岩屑和碎石，黏度比较大，多呈不同稠度的泥浆状，有时可能还有大量“泥球”。我国黄土高原地区和黄河的各大支流，如甘肃武都桑园子沟、天水罗山谷沟和兰州黄山谷沟等地的泥石流多属此类。
2.按物质状态分类
（1）黏性泥石流。此类泥石流的固体物质占40%～60%，最高达80%。密度大，浮托力强。水不是搬运介质，而是组成物质，水、泥沙和石块聚集成一个黏稠的整体，具有很大的黏性。当它在流途上流经弯道时，有明显的外侧超高、爬高和截弯取直现象。在沟槽转弯处，并非顺沟床运动，而是经常直冲沟岸，甚至爬越高达5～10m的阶地、陡坎或导流堤坝，夺路向外奔泻。
（2）稀性泥石流。该类泥石流是水和固体物质的混合物，以水为主要成分，固体物质含量少（10%～40%），不能形成黏稠的整体，具有很大的分散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的下切作用，常在短时间内将原先填满堆积物的沟床下切成几米至十几米的深槽，其堆积物在堆积区呈扇状散流，层次不明显，沿流途的停积物有一定的分选性。
3.按成因分类
（1）暴雨型泥石流。暴雨型泥石流指以暴雨形成的地表径流为主要水源的泥石流。其固体物质通常来源于坡残积、崩塌滑坡堆积及黄土等第四纪堆积物以及人为排放的各类废渣。暴雨型泥石流是我国分布最广泛、数量最多、活动也最频繁的泥石流类型，主要分布在我国东部和中部，即我国人口较集中，经济较发达的地区，因而造成的危害最大。暴雨型泥石流的规模相差悬殊，最大的一次冲出土石数百万至上千万立方米，小的仅数立方米到数十立方米，而小于1万m3的占80%以上。暴雨型泥石流一次持续时间一般数十分钟至一两个小时，具有突然暴发、来势凶猛、破坏力强的特点。
（2）冰川型泥石流。冰川型泥石流指以冰川积雪消融为主要水源的泥石流。其固体物质来源主要是古今冰川堆积物，主要分布在我国西部高原、高山地区，如青藏高原、昆仑山、天山、祁连山等地。冰川型泥石流大多为典型的沟谷泥石流，固体物质储量十分丰富，暴发猛烈而频繁，一次泥石流过程可以持续很长时间，冲出沟口的堆积物数量多，颗粒粗大。冰湖溃决产生洪水引起的泥石流是冰川型泥石流的一种特殊种类，主要分布在喜马拉雅山北坡及藏东海洋性冰川与大陆性冰川的过渡带，规模一般都很大，泥石流和洪水可以威胁到下游几十到上百公里的居民区。冰川型泥石流在大雨、暴雨天气或无雨高温的晴天都可以暴发，它比暴雨型泥石流更具突发性。由于冰川型泥石流分布区大多人烟稀少，除局部地区外，其危害状况远比暴雨型泥石流轻。
（3）冰融型泥石流。主要分布在青藏高原腹地和东北大兴安岭北段的多年冻土地区，是坡地冻土表层在消融过程中形成的塑性流体，规模小、流动缓慢，危害较轻。
以上是我国最常见的泥石流分类方法。除此之外还有多种分类方法，如按泥石流沟的形态分为沟谷型泥石流，山坡型泥石流；按泥石流流域大小分为大型泥石流、中型泥石流、小型泥石流；按泥石流发展阶段分为发展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流等等。
（二）泥石流的分布
我国泥石流的分布，大体上以大兴安岭—燕山山脉—太行山脉—巫山山脉—雪峰山山脉一线为界。该线以东，即我国地貌最低一级阶梯的低山，丘陵和平原，泥石流分布零星（仅辽东南山地较密集）。该线以西，即我国地貌第一二级阶梯，包括广阔的高原，深切割的极高山、高山和中山区，是泥石流最发育最集中的地区，泥石流沟群常呈带状或片状分布。其中成片的几种在青藏高原东南缘山地、四川盆地周边以及陇东—陕南、晋西、冀北等以及黄土高原东缘为主的地区。
从泥石流成因类型看，冰川泥石流主要分布在中国西南山地，并大部分集中于西藏东南部地区。暴雨泥石流主要分布于西南地区，其次西北、华北和东北也有呈带状或零星分布。从泥石流物质组成看，泥石流分布遍及西南、西北和东北的基岩山区；水石流分布于华北地区；而泥流则分布于松散易蚀的黄土分布区。
（三）泥石流的形成条件
泥石流的形成必须同时具备以下三个条件：陡峻的便于集水的堆积物的地貌；丰富的松散物质；短时间内有大量的水源。
1.地形地貌条件
在地形上具备山高沟深，地势陡峻，沟床纵坡降大，流域形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分，如图3-2所示。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口的瓢状或漏斗状，地形比较开阔，周围山高坡陡，山体破坏，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，使泥石流能够迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使碎屑物有堆积场所。
图3-2 泥石流流域分区图
Ⅰ—形成区；Ⅱ—流通区；Ⅲ—堆积区；Ⅳ—堰塞湖
2.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。地表岩层破碎、滑坡、崩塌、错落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。岩层结构疏松软弱，易于风化，节理发育，或软硬相间成层地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源。一些人类工程经济活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。
3.水源条件
水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的重要激发条件和搬运介质（动力来源）。泥石流的水源有暴雨、冰雪融水库（池）溃决水体等，我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
（四）泥石流的防治措施
对于泥石流的防治，应贯彻综合治理的原则，要突出要点、因害设防、因地制宜、讲求实效、充分考虑到被保护地区与具体工程的要点。
1.生物措施
生物措施包括恢复或培育植被、合理耕牧、维持较优化的生态平衡，这些措施可使流域坡面得到保护，免遭冲刷，以控制泥石流发生。植被包括草被和森林两种，它们是生物措施中不可分割的两个方面。植被可调节径流，延滞洪水，削弱山洪的动力，可保护山坡，抑制剥蚀、侵蚀和风蚀，减缓岩石的风化速度，控制固体物质的供给。因此在流域内（特别是中，上游地段）要加强封山育林，严禁毁林开荒。为使此项措施切实有效地发挥作用，还需注意造林方法的选择树种，幼苗成活后要严格管理，严防森林火灾，消灭病虫害。此外，要合理耕收，甚至退耕还林，在崩滑地段要绝对禁止耕作。
2.工程措施
（1）蓄水、引水工程。这类工程包括调洪水库、截水沟和引水渠等。工程建于形成区内，其作用是拦截部分或大部分洪水，削减洪峰，以控制暴发泥石流的水动力条件，同时，还可灌溉农田、发电或供生活用水等。大型引水渠应修建稳固而短小的截流坝作为渠首，避免经过崩滑带，而应在它的后缘外侧通过，并严防渗漏、溃决和失排。
（2）支挡工程。支挡工程有挡土墙、护坡等。在形成区内崩塌、滑坡严重地段，可在坡脚处修建挡墙和护坡，以稳定斜坡。此外，当流域内某地段山体不稳定，树木难以“定居”时，应先铺以支挡建筑物以稳定山体，生物措施才能奏效。
（3）拦挡工程。这类工程多布置在流通区内，修建拦挡泥石流的坝体，也称谷坊坝，它的主要是拦泥石流和护床固坝。目前国外挡坝的种类繁多，从结构来看，可分为实体坝和格栅坝；从材料来看，可分为土质、圬工、混凝土和预制金属构件等；从坝高和保护对象的作用来看，可分为低矮的挡坝群和单独高坝。挡坝群是国内外广泛采用的防治工程，沿沟建筑一系列高5～10m的低坝或石墙，坝（墙）身上应留有水孔以宣泄水流，坝顶留有溢水口可宣泄洪水。
（4）排导工程。这类工程包括排导沟、渡槽、急流槽、导流坝等，多数建在流通区和堆积区。最常见的排导工程是设有导流堤的排导沟，它们的作用是调整流向，防止漫流，以保护附近的居民点、工矿点和交通线路。
（5）储淤工程。这类工程包括拦淤库和储淤场，前者设置于流通区内，就是修筑拦挡坝，形成泥石流库；后者一般设置于堆积区的后缘，通常由导流堤、拦淤堤和溢流堰组成。储淤工程的主要作用是在一定期限内和一定程度上使泥石流固体物质在指定地段停淤，从而削减下泄的固体物质总量及洪峰流量。