泥石流的自然百科

[拼音]：nishiliu

[外文]：debris flow

产生于沟谷中或坡地上的饱含大量固体物质（泥、沙、石块和巨砾）的、不均质的特殊洪流。它具有突然暴发、历时短暂、来势凶猛、破坏力大等特点，是山区常见的一种自然灾害。

研究简况

在泥石流研究中，苏联居领先地位。苏联的研究始于1859年，研究内容较广，且注重综合研究，设有全国性的统一协调机构，成果显著。日本是一个多泥石流的岛国，1966年开始进行泥石流定点观测和室内实验研究，进展较快，在世界泥石流研究中居重要地位。其他如奥地利、美国、英国、法国、民主德国和联邦德国、南斯拉夫、罗马尼亚、挪威、加拿大、澳大利亚、新西兰和印度尼西亚等国家，均不同程度地进行了泥石流灾害的防治研究。中国古代先民已积累了一些同泥石流作斗争的经验，但对泥石流的科学研究始于20世纪50年代，至80年代中期，已积累了丰富而珍贵的泥石流资料，初步掌握了中国泥石流的分布、形成、运动、堆积及其发展演变的规律，针对不同山区、不同类型、不同防治要求的泥石流，摸索出一些行之有效的综合治理或单项治理的方法。与国外相比，中国在区域泥石流综合考察研究、野外定位观测试验研究（见彩图）、泥石流预警报研究和综合治理研究等方面成绩较显著。

形成条件

泥石流是泥沙石块和水相互作用、矛盾的产物，它的形成和发展受到地质、地貌、水文、气象等一系列因素的控制和影响，而人类活动的合理与否又在很大程度上抑制或加剧了泥石流的形成和发展。总括起来，泥石流的形成须同时具备3个条件：

（1）流域内有丰富的松散固体物质，并能以滑坡、崩塌等块体运动方式转移到沟谷内，直接与湍急的水流相互作用而成泥石流，这是形成泥石流的物质基础；

（2）流域内谷坡陡峻，沟床纵比降大，有利于水流的汇集和松散堆积物的崩落，并掺混为泥石流体迅猛下泻，这是形成泥石流的地形条件；

（3）在沟谷的上、中游区，有暴雨洪水，或冰川积雪融水和湖泊、水库溃决等提供充沛的水源，凭借有利的汇流地形，冲蚀掏挖谷坡或沟床松散物，这是形成泥石流的水动力条件。上述3个条件是相辅相成的，其总的规律是：泥石流的区域分布和发育程度受控于地质构造和地貌组合，泥石流的暴发频率和活动强度受控于水源补给量和水动力激发因素，泥石流的性质和规模受控于松散固体物质的储量多寡和补给方式。因此，在空间分布上，泥石流主要形成于断裂构造发育或新构造运动活跃、地震频发、降水集中且多局地性暴雨和水土流失严重的山区，以及古冰川发育、现代冰川盘踞（尤以现代海洋性冰川分布的山区最为活跃）的高山地区。在时间上，泥石流大多形成于多年干旱后的或者人类不合理地开发利用山地资源后的多雨或暴雨年份；气候转暖，冰川衰退、积雪消融、冻土解冻的年份。

形态分区

泥石流大多发育在山区大江、大河两岸的支沟中，典型泥石流沟的流域形态类似一条金鱼，从上游到下游分为泥石流形成区、流通区和堆积区 3个区段。

形成区

位于流域的上游，多为高山环抱的漏斗状地形，滑坡、崩塌或冰崩、雪崩等多集中于此，山高谷深，坡陡流急，重力侵蚀和坡面侵蚀强烈，拭泥石流的发源地，形成泥石流的固体物质和水源主要由这里供给。

流通区

位于流域的中游，多为基岩峡谷地形，沟床纵坡大，常有陡坎、跌水或瀑布，是泥石流破山而出的通道。

堆积区

多位于流域的下游，泥石流到此摆动频繁，快速漫淤，形成扇形和锥形地貌，大小石块密集，地面垄岗起伏、坎坷不平，山区城镇、村寨、厂矿、铁路和公路等多布设于此，是遭受泥石流袭击的主要地区。

分布和危害

泥石流在全球山区广为分布，除南极洲外，其余6大洲都有泥石流活动。最活跃的地区是北回归线至北纬50°之间的山区，诸如阿尔卑斯山-喜马拉雅山系、环太平洋山系、欧亚大陆内部一些褶皱断裂山系等，其次是拉丁美洲、大洋洲和非洲的某些山区。在北回归线以南的地区，有时也发生泥石流活动（见彩图）。泥石流灾害波及世界60多个国家和地区，受灾最多的国家有苏联、日本、美国、奥地利、印度尼西亚、秘鲁、智利、新西兰、印度、巴基斯坦、法国、意大利和尼泊尔等。据已公布的资料，日本有泥石流沟6万余条，苏联有6000余条，奥地利有4000余条，每年都造成巨大的经济损失和人身伤亡。苏联的阿拉木图城在历史上屡遭泥石流的袭击，1921年一次特大泥石流，造成500人死亡、损失财产达600万卢布。1966年意大利暴发泥石流，死亡100余人，埋没了30万公顷耕地、5万只大牲畜。1973年7～8月间，日本全国性大暴雨使230多条沟谷普遍暴发泥石流，酿成巨大灾害。美国的泥石流主要分布于西部干旱山区，地处内华达山脉的洛杉矶城附近有泥石流沟100多条。

中国是世界上泥石流分布广泛、类型多样、活动频繁、危害较重的国家之一。根据自然环境的差异以及泥石流类型、结构和活动的特点，将中国泥石流划分为极强活动、强烈活动和弱活动3个区和6个亚区：

（1）青藏高原边缘山地冰川泥石流亚区，②横断山脉和川滇山地暴雨泥石流亚区，③黄土高原边缘梁峁沟壑暴雨泥流亚区，④西北山地暴雨-冰雪消融泥石流亚区，⑤华北和东北山地暴雨水石流亚区，⑥东南沿海山地丘陵暴雨(台风雨)水石流亚区（图1）。据统计，泥石流灾害波及到全国23个省区，有近200座县城遭受过灾害性泥石流。中国铁路沿线（台湾省铁路未计）有泥石流沟1010条，主要集中在成昆铁路、宝成铁路、陇海铁路（西段）、兰青铁路、青藏铁路、鹰厦铁路和东川支线上。近几十年的迹象表明，中国泥石流的活动范围和破坏强度，随着山区建设的不断发展，有明显扩大和加重的趋势。

性质和特点

泥石流不同于一般水流或洪水，它是高浓度的固液相颗粒流，泥石流体中固体物质的体积含量达30～80％，流体容重在1.5～2.3吨/米3左右。固体物质的多寡、成分和补给方式，决定泥石流的性质、类型和规模，与一般水流相比，它有如下特点：

突发性和短暂性

一般山区河流，旱季多为涓涓细流，雨季变为滔滔洪流。泥石流则是几年、十几年甚至几十年出现一次，它突然暴发、瞬间即逝（一场泥石流历时几分钟至几个小时），来势凶猛，常在顷刻之间造成巨大灾难，并使当地自然环境发生变化。

多相性和不均质性

泥石流是泥砂石块和巨砾组成的不均质的固液两相流体。其成分从粒径 0.005毫米的粉砂粘粒到几米至一、二十米的大漂砾，其大小悬殊是任何类型的水流都无法比拟的。

脉动性和大冲淤量

泥石流暴发时，几乎以相等的间隔时间一阵一阵地流动，称为阵性运动或波状运动，这是由于泥石流不均匀流动造成的。中国云南东川蒋家沟的泥石流是典型的阵性流，一阵可出现几十次至几百次脉动。泥石流冲淤量大得惊人，一次泥石流可将沟床切深几米至十几米，搬出山外的固体物质可达几十万、几百万至上千万立方米;搬出巨砾的重量，可达几百吨、几千吨至上万吨(图2)，形成一片“石海”。

周期性和季节性

泥石流的活动过程有其活跃期与间歇期的交替变化，即泥石流的周期性活动特便。泥石流的活动有季节性，主要受气候条件的制约，不论暴雨区或冰川区的泥石流，大多发生于每年的夏、秋高温多雨季节。

夜发性和齐发性

据统计，大部分灾害性泥石流多发生在夏、秋季节的傍晚或夜间。这种夜发性特点在中国尤为明显，中国属季风气候，夏、秋季节的午后至傍晚往往是暴雨雨势最大、冰雪消融最强烈的时段，泥石流的暴发一般稍晚于水源的突增时间，故多发生于傍晚至夜间。不少山区泥石流沟成群、成片或成带分布，因此大暴雨往往导致多条沟同时齐发泥石流。

分类

对泥石流分类国内外学者提出了多种方案，总的趋势是由单项分类向综合分类发展。目前有如下几种分类系统：

形成特点分类

（1）冰川泥石流，在高山冰川区因冰雪的强烈消融而造成的泥石流。

（2）降雨泥石流，在非冰川覆盖的山区由降雨造成的泥石流。

沟谷形态分类

（1）沟谷泥石流，指发育完整的大型泥石流沟，能区分出泥石流的形成区、流通区和堆积区。

（2）山坡泥石流。指发育在山坡坡面上的小型泥石流沟，形成区和堆积区相贯连，无明显的流通区。

物质组成分类

（1）泥石流，由泥砂、石块、巨砾和水所组成的较粘稠的流体。

（2）泥流，以细粒的泥砂为主、含有少量碎石岩屑的稠泥状流体，如黄土泥流、火山灰泥流。

（3）水石流，由水与粗砂、石块和巨砾组成的特殊流体，其粘粒含量少于上述两类，发育在大理岩、白云岩和砾岩山区。

结构-流变分类

（1）稀性泥石流(图3)，水与固体物质分离，水为搬运介质，容重1.5～1.8吨/米3，含沙量800～1200千克/米3，紊动强烈。

（2）粘性泥石流（图4），水与固体物质融为一体，质体粘稠，水已不是搬运介质，容重大于2.0吨/米3，含沙量大于1600千克/米3，以层流运动为主。

（3）过渡性泥石流，介于上两者之间，容重1.8～2.0吨/米3，含沙量1200～1600千克/米3。

规模分类

（1）小型泥石流，一次泥石流总方量小于10万立方米，冲淤轻微，破坏性小。

（2）中型泥石流，一次泥石流总方量为10～50万立方米，冲刷、淤积均较强烈，对建筑物有较大破坏力。

（3）大型泥石流，一次泥石流总方量为50～100万立方米，冲刷、淤积很强烈，对建筑物有很强的破坏力。

（4）特大型泥石流，一次泥石流总方量大于100万立方米，冲刷、淤积均极强烈，对各类建筑物有毁灭性的破坏。

防治措施

（1）与保护山区环境结合进行防治。泥石流是山地环境各种自然因素和人为活动综合作用的结果，防治泥石流须从保护山地环境入手，把治理小流域同改善大环境紧密结合起来。在拟定山区开发利用规划时把泥石流和其他山地灾害的预防和治理规划紧密结合起来，根据山地的特点和优势，科学合理地开发利用各种资源，抑制泥石流形成的3个基本条件。

（2）以防为主，防与治相结合。泥石流沟数以千计万计，很难对所有的泥石流沟逐条地进行治理，因此应把泥石流预测预报工作放在首要地位，在判定泥石流沟位置以及泥石流形成发展的基础上，拟定预测预报方案和危险区划范围，山区的经济发展、城镇规划、厂矿布局和交通线网等一系列重大工程的实施应尽可能地避开泥石流活动区。

（3）防治突出重点，因害设防。从目前看，应把城镇泥石流防治放在首位，其次是矿山和交通干线的泥石流防治。

（4）治理与干流江河整治相结合。绝大多数泥石流沟都发育在干流江河两岸的山沟中，泥石流将大量泥砂石块倾入江河，危害沿江谷地，因此确定干流江河整治方案时要兼顾治理泥石流的活动。

（5）技术治理与管理相结合。泥石流的防治工程，包括工程措施中的拦挡、停淤、排导，生物措施中的植树造林等，应与管理养护以及组织上、政策上和方法上的一系列措施结合。

参考书目中国科学院冰川冻土沙漠研究所编：《泥石流》，黄学出版社，北京，1973。全国泥石流防治经验交流会论文集编审组编辑：《全国泥石流防治经验交流会论文集》，科学技术文献出版社，重庆，1983。参考文章怎样预防泥石流居家/装修泥石流的危害有多大生态安全中国的泥石流（mud-rockflowsin China)中国地理