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譚炳炎泥石流活動(dòng)評(píng)估與防治(提綱)二OO四年一月中鐵西南科學(xué)研究院泥石流活動(dòng)評(píng)估與防治泥石流活動(dòng)評(píng)估與防治泥石流的基本概念泥石流活動(dòng)及危險(xiǎn)性評(píng)估泥石流防治工程泥石流的基本概念泥石流的基本概念泥石流的定義泥石流的類型泥石流的組構(gòu)特性和運(yùn)動(dòng)特性泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)泥石流與洪水、滑坡的區(qū)別泥石流形成過程框圖泥石流活動(dòng)產(chǎn)出環(huán)境泥石流是山區(qū)汛期常見的一種嚴(yán)重的水土流失(泥沙失穩(wěn)搬運(yùn))現(xiàn)象。它是泥沙在水動(dòng)力作用下失穩(wěn)后,集中輸移的自然演變過程之一,具有嚴(yán)重的災(zāi)害性.某些山區(qū)河流在汛期中由于暴雨或其它水動(dòng)力如潰壩、冰川、融雪等作用于流域內(nèi)不穩(wěn)定的地表松散土體上,由于松散土體夫穩(wěn)參與洪流運(yùn)動(dòng),因此在流域內(nèi)形成二種匯流現(xiàn)象,一是水的匯流;二是沙的匯流。二種不同相的物質(zhì)在共同的流動(dòng)空間內(nèi)混合而形成一種特殊的水、沙混合輸移現(xiàn)象。當(dāng)這種特殊的流體中含沙量超過某一限值后,因其流動(dòng)特性的變化而形成的一種特殊洪流,它對(duì)工程設(shè)計(jì)及環(huán)境的影響與洪水、滑坡不同而稱為泥石流。在一些植被較好的陡坡面,下伏基巖或不透水層埋藏較淺、前期降水充分,上復(fù)松散土體飽水后,由于土體中C、Φ值降低和有壓地下水底作用,也可能形成坡面泥石流。泥石流的定義典型的泥石流流域形態(tài)泥石流活動(dòng)三過程:形成——輸移——堆積是地表一次破壞和塑造過程平面呈一不對(duì)稱的啞鈴形成區(qū)和堆積區(qū)的形態(tài)極不穩(wěn)定。形成區(qū)由條帶狀向樹枝狀發(fā)展。流通區(qū)在發(fā)展過程中相對(duì)穩(wěn)定。堆積區(qū)由于流域內(nèi)來沙量的增長(zhǎng)而不斷擴(kuò)展,進(jìn)逼下游大河變形。泥石流形成過程框圖降雨流域環(huán)境地形植被松散堆積物(人為的、自然的)集中補(bǔ)給分散補(bǔ)給泥沙匯流(QH)洪水匯流(QB)河溝或坡面QB+QH=QCrc<1.3tf/m3洪水rc≥1.3tf/m3泥石流塊體運(yùn)動(dòng)崩塌滑坡洪水淘蝕泥石流活動(dòng)產(chǎn)出環(huán)境流域內(nèi)山坡面上和溝谷中存在大量的自然形成或人為堆積的松散土體,且處于不穩(wěn)定狀態(tài)。受人類活動(dòng)干擾而失穩(wěn)的某些在自然條件下屬于穩(wěn)定的土體?;顒?dòng)空間條件:活動(dòng)空間條件越大、泥石流活動(dòng)越充分,能認(rèn)識(shí)泥石流的信息也越多。暴雨、地震、人類活動(dòng)等影響的程度。按泥石流體中的物質(zhì)組成分類按泥石流的成因分類按泥石流的成因活動(dòng)產(chǎn)出的環(huán)境分類按泥石流體中的物質(zhì)組成分類泥石流的類型泥流型rc≥1.6tf/m3。泥沙粒徑主要由均勻的粉粒級(jí)以下物質(zhì)組成,多為非牛頓體。多集中分布在黃土及火山灰地區(qū)。水石型rc≥1.3tf/m3。粉粒及粘粒含量極少,以沙、塊石為主,為牛頓體,多見于花崗巖地區(qū)。泥石型rc≥1.3tf/m3。介于上述二種類型之間多為牛頓體,少部分也可以是非牛頓體。廣見于各類地質(zhì)體地區(qū)及堆積體中。水石型泥流型泥石型泥石流的組成類型圖片按泥石流的成因分類自然演變型區(qū)域地質(zhì)環(huán)境差,地表松散物穩(wěn)定性較低,生態(tài)環(huán)境脆弱的某些山區(qū),在長(zhǎng)期的自然演變過程中,由于水動(dòng)力作用,發(fā)生的一種泥沙(地表松散物)集中搬運(yùn)現(xiàn)象。人類不合理活動(dòng)型人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的干預(yù)所造成的負(fù)面結(jié)果,在一定條件下將形成人為的泥石流,常見的人類不合理活動(dòng)有:(1)工、礦、交通、城鎮(zhèn)建設(shè)棄渣不當(dāng),環(huán)境意識(shí)不足,管理水平低。(2)切坡、陡坡開荒、過度放牧。過度砍伐森林等落后生產(chǎn)模式。(3)建筑標(biāo)準(zhǔn)較低的堤、壩、水渠、支擋等水工和土工建筑物。(4)陡坡面上植被單一,缺乏科學(xué)的多層次立體防護(hù)。混合型自然演變+人類不合理活動(dòng)坡面型泥石流圖坡面型泥石流構(gòu)造圖坡面型泥石流破壞機(jī)制坡面型泥石流與溝谷型泥石流的區(qū)別溝谷型泥石流圖按泥石流活動(dòng)產(chǎn)出的環(huán)境分類坡面型泥石流主要發(fā)生在30度以上的山坡坡面上,不透水層埋藏較淺,表層有較好的植被覆蓋,無溝槽水流,水動(dòng)力為地下水浸泡和有壓地下水作用,在同一坡面上可多處同時(shí)發(fā)生,成梳狀排列,突發(fā)性強(qiáng),無固定流路。溝谷型泥石流有明顯的坡面和溝槽匯流過程,松散物主要來自坡面和溝槽兩岸及溝床堆積物的再搬運(yùn)。泥石流流動(dòng)除在堆積扇上流路不確定外,在山口以上基本上集中歸槽。根據(jù)山口大河所在區(qū)段的地形特征又可分為:峽谷區(qū)泥石流溝:堆積扇難保留完整,與大河相互作用強(qiáng)烈。寬谷區(qū)泥石流溝:堆積扇保留較完整,與大河相互作用弱。坡面型泥石流坡面型泥石流構(gòu)造圖下伏基巖和不透水層埋深淺表層有較好的林、灌、草覆蓋地下水為有壓水坡度>30度斜面上坡殘積物(厚度b=0.5~5.0m)斜面上坡殘積物(厚度b=0.5~5.0m)表面根系網(wǎng)狀層(表面腐質(zhì)土蓋層厚度b=0.5~1.5m)表面根系網(wǎng)狀層或硬殼層0.2m~1.0m隔水層黃土、紫紅色、紅色沙粘土耕植層斜面松散土層表面有0.2M~2.0m硬殼基巖石質(zhì)山區(qū)土質(zhì)山區(qū)
50-100m坡面型泥石流破壞機(jī)制坡面型泥石流破壞機(jī)制前期降雨充分,松散土層內(nèi)部飽水,地下水變成有壓水流,破壞表層根系網(wǎng)狀構(gòu)造或土體表層硬殼結(jié)構(gòu)。松散土體由于飽水后,C、Ф值降低,土體骨架變形、塑化、液化后發(fā)生破壞。易發(fā)生的巖層有:花崗巖、沙巖、灰?guī)r、黃土及紅壤等土層。坡面泥石流發(fā)生時(shí),由于土體結(jié)構(gòu)性破壞,常伴有尖叫聲,土體在坍滑過程中,形成下剷、上拉,順坡面下滑,無固定流路,不會(huì)在同一部位重復(fù)發(fā)生。隨機(jī)性大,可知性低。坡面型泥石流發(fā)生地域發(fā)生地域在我國(guó)東北遼東山地森林復(fù)蓋很好的地區(qū)、北京軍都山區(qū)和云霧山區(qū)等森,灌較好的陡斜坡地時(shí)有發(fā)生,1998年在新疆伊犁的山區(qū)草原牧場(chǎng)也發(fā)生過類似災(zāi)害,在浙南及福建植被較好的山區(qū)、在風(fēng)景區(qū)廬山、廬山中科院植物園中,在贛南及四川成昆鐵路沿線,四川古藺地區(qū)和云南景東無量山區(qū)、陜西的華山和漢中盆地周邊山區(qū)亦曾先后發(fā)生過大范圍坡面泥石流災(zāi)害。近期在貴州、湖南、香港及臺(tái)灣也時(shí)有發(fā)生。坡面型泥石流與溝谷型泥石流的區(qū)別坡面型泥石流
溝谷型泥石流
無恒定地域與明顯溝槽,只有活動(dòng)周界。活動(dòng)規(guī)模小,限于30°以上斜面,破壞機(jī)制更接近于坍滑。發(fā)生時(shí)、空不易識(shí)別,成災(zāi)規(guī)模及損失范圍小。坡面土體失穩(wěn),主要是有壓地下水作用和后續(xù)強(qiáng)暴雨誘發(fā)。暴雨過程中的狂風(fēng)可能造成林、灌木拔起、傾倒,使坡面局部破壞??偭啃。噩F(xiàn)期長(zhǎng),無后續(xù)性,無重復(fù)性。在同一斜坡面上可以多處發(fā)生,成梳狀排列,頂緣距山脊線有一定范圍可知性低、防范難以流域?yàn)橹芙纾芤欢ǖ臏瞎戎萍s。以溝槽為中心,活動(dòng)規(guī)模大,由洪水、泥沙兩種匯流形成,更接近于洪水。損失大,發(fā)生時(shí)空有一定規(guī)律性,可識(shí)別成災(zāi)規(guī)模。主要是暴雨的沖蝕作用和匯流水體的沖蝕作用??偭看?,重現(xiàn)期短,有后續(xù)性,能重復(fù)發(fā)生。列入流域防災(zāi)整治范圍。有一定的可知性,可防范。
溝谷型泥石流圖溝谷型泥石流泥石流的組構(gòu)特性和運(yùn)動(dòng)特性d(公分)=8.91×G1/3(公斤)=1/3(a+b+c)組構(gòu)性質(zhì)極不穩(wěn)定、極不恒定的固、液兩相流體。Qc、rc在運(yùn)動(dòng)過程中極易變化。泥沙組構(gòu)(粒度、級(jí)配)變化很大。運(yùn)動(dòng)特性暴發(fā)突然,快速向下游運(yùn)動(dòng),全過程歷時(shí)短暫。堆積特性:一類:具有整體搬運(yùn)、整體停積的特性,沙、石、漿體不發(fā)生分選。二類:具有整體搬運(yùn)、分散堆積的特性。有龍頭狀和側(cè)向條帶狀堆積。泥沙,石塊在運(yùn)動(dòng)過程中易納易出,容重及流量呈高度不均恒性和不穩(wěn)定性。運(yùn)動(dòng)邊界不穩(wěn)定,變形顯著。2.搬運(yùn)能力大,慣性大,呈直進(jìn)性,破壞能力極大。 泥石流溝口扇形地識(shí)別沖積扇洪積扇泥石流堆積扇由流水堆積作用而成,規(guī)模較小在干旱、半干旱地區(qū),由流水堆積作用而成,規(guī)模較大成整體停積、分散堆積兩種,粗大顆粒在扇緣停積,無分選性,常見龍頭堆積與側(cè)堤堆積,溝槽繞龍頭堆積兩側(cè)發(fā)展,有明顯的受阻繞流特征,流路不穩(wěn)。扇形地形態(tài)不完全符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律,流路呈隨機(jī)性,堆積扇縱、橫坡面不甚連續(xù),常呈鋸齒裝堆積特征:粗大顆粒堆積在扇面頂部及出山口附近,向邊緣逐步變細(xì),有分選性,沖溝內(nèi)為礫石扇面上為沙(漫溢所成)扇上沖溝較順直,垂直等高線發(fā)展,流路較穩(wěn)。溝口扇形地上過流幾率溝口扇形地上過流幾率11/21/21/41/21/41/83/83/81/81/161/43/81/41/161/325/322.5/82.5/85/321/32
泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)(1)破壞自然生態(tài)環(huán)境。災(zāi)害沿通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀。(2)快速?zèng)_毀或淤埋通過地區(qū)的生產(chǎn)、生活設(shè)施及危及人身和財(cái)產(chǎn)安全。(3)因堵塞而造成堵塞體上游的淤埋與淹沒的災(zāi)害,堵塞體下游因堵塞體潰決而突發(fā)的沖毀或淤埋的災(zāi)害。(4)誘發(fā)大河上、下游河段的災(zāi)害,直接災(zāi)害后果嚴(yán)重,具有難以抗御的特點(diǎn),并易誘發(fā)次生災(zāi)害。泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀1.破壞自然生態(tài)環(huán)境泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀2.沖毀泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀2.沖毀泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀3.淤埋泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀3.淤埋泥石流成災(zāi)類型及特點(diǎn)圖災(zāi)害沿泥石流通過地區(qū)展布,隨地形變化成帶狀和片狀4.堵塞泥石流與洪水、滑坡的區(qū)別判別指標(biāo)類別洪水泥石流滑坡水石流泥石流泥流容重(tf/M3)<1.3>1.3>1.6>2.1流體屬性牛頓體牛頓體牛頓體牛頓體、非牛頓體非流體流型(FR=V2/GH)紊流型(FR>1)紊流型(FR>1)紊流型(FR>1)紊流型(FR>1)層流型(FR<1)滑動(dòng)(沿一定滑動(dòng)面滑動(dòng)、蠕動(dòng))動(dòng)力類型水動(dòng)力型水動(dòng)力型水動(dòng)力型水動(dòng)力型沿剪切面的土體重力運(yùn)動(dòng)粘滯性無無、有粘性有粘性有粘性只在剪切面上可能存運(yùn)動(dòng)恒定性非恒定流很強(qiáng)的非恒定流不存在超始切應(yīng)力無無無、有;很小無、有有河床坡降I<3°I=3°-25°I=3°-5°I>25°土體結(jié)構(gòu)土體脫離母體后失去原有結(jié)構(gòu),在水體中成自由或半自由狀態(tài)存在除滑動(dòng)面附近土體結(jié)構(gòu)破壞外,滑體上土體結(jié)構(gòu)大部分無變化泥砂補(bǔ)給與輸移泥砂輸移過程中沿程存在沖淤變化溝床及溝槽兩岸存在集中補(bǔ)給源,泥砂在輸移過程中沿程存在大沖大淤等現(xiàn)象泥砂無流動(dòng)現(xiàn)象泥沙粒徑與級(jí)配粒徑變化不大粒徑變化很大,級(jí)配很不均勻粒徑小與級(jí)配變化較均勻粒徑級(jí)配無變化活動(dòng)邊界條件沿一定的溝槽運(yùn)動(dòng),流路較穩(wěn)定沿一定的溝槽運(yùn)動(dòng),但流路不穩(wěn)定剪切破壞沿滑動(dòng)面主滑方向移動(dòng)形成制約因素受流域內(nèi)一定的產(chǎn)水、產(chǎn)沙條件控制受流域內(nèi)暴雨強(qiáng)度,及不穩(wěn)定土體失穩(wěn)后入溝產(chǎn)砂量及泥砂性質(zhì)控制受地下水和土體剪切作用控制泥石流活動(dòng)評(píng)估及危險(xiǎn)性評(píng)估泥石流活動(dòng)評(píng)估及危險(xiǎn)性評(píng)估泥石流活動(dòng)及危險(xiǎn)性評(píng)估依據(jù)泥石流易發(fā)程度及發(fā)展程度的綜合評(píng)判泥石流活動(dòng)及危險(xiǎn)性評(píng)估泥石流災(zāi)情評(píng)估泥石流活動(dòng)及危險(xiǎn)性評(píng)估泥石流活動(dòng)評(píng)估內(nèi)容泥石流活動(dòng)性評(píng)估分以下三個(gè)部分:
A、泥石流活動(dòng)易發(fā)程度評(píng)估
B、泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)性評(píng)估(1)流域內(nèi)松散土體貯量、產(chǎn)狀、分布及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(2)外動(dòng)力條件變化評(píng)估(3)泥石流發(fā)生機(jī)率(4)泥石流活動(dòng)規(guī)模(5)泥石流活動(dòng)強(qiáng)度(6)泥石流活動(dòng)區(qū)內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)評(píng)估(7)泥石流成災(zāi)的可能性
C、泥石流活動(dòng)災(zāi)情評(píng)估(1)經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估經(jīng)濟(jì)損失中分直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失,間接經(jīng)濟(jì)損失含社會(huì)影響和環(huán)境惡化(2)受災(zāi)人群(3)受威勸脅人群泥石流評(píng)估資料泥石流評(píng)估資料(1)1/5000~1/50000實(shí)測(cè)或航片地形圖。(2)流域內(nèi)松散堆積物貯量、產(chǎn)狀、分布及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。(3)溝口堆積扇地形、地貌及扇面上、中、下河床堆積物組成圖。(4)河溝發(fā)育狀況及變遷圖。(5)暴雨特征值資料H年均·H年max·H24均·H24max·H1均·H1maxH1/6均·H1/6max(6)外動(dòng)力條件(R),發(fā)生泥石流的前期降雨量。(7)地質(zhì)環(huán)境及巖性特征。(8)植被類型、林、灌、草覆蓋率及人文環(huán)境狀況。泥石流危險(xiǎn)性評(píng)估分級(jí)評(píng)估分級(jí)成災(zāi)環(huán)境復(fù)雜程度復(fù)雜中等簡(jiǎn)單項(xiàng)目重要性重要建設(shè)項(xiàng)目一級(jí)一級(jí)一級(jí)較重要建設(shè)項(xiàng)目一級(jí)二級(jí)三級(jí)一般建設(shè)項(xiàng)目二級(jí)三級(jí)三級(jí)泥石流地區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度分級(jí)
復(fù)雜中等簡(jiǎn)單地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度強(qiáng)烈中等一般不發(fā)育地形、地貌復(fù)雜程度復(fù)雜地形較復(fù)雜、地貌較復(fù)雜地形簡(jiǎn)單、地貌單一地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜較復(fù)雜簡(jiǎn)單巖性變化大較大單一工程地質(zhì)性質(zhì)不良較差良好工程水文地質(zhì)條件不良較差良好破壞地質(zhì)環(huán)境的人類不合理活動(dòng)強(qiáng)烈較強(qiáng)烈一般泥石流危險(xiǎn)性分級(jí)確定要素危險(xiǎn)性分級(jí)穩(wěn)定狀態(tài)損失情況危險(xiǎn)對(duì)象危險(xiǎn)性大差大城鎮(zhèn)、主體建筑物危險(xiǎn)性中中等中有居民、主體建筑物危險(xiǎn)性小好小少居民/無居民、主體建筑物泥石流危險(xiǎn)性一級(jí)評(píng)估內(nèi)容泥石流危險(xiǎn)性一級(jí)評(píng)估要求泥石流危險(xiǎn)性一級(jí)評(píng)估種類及任務(wù)查明形成地地質(zhì)條件地形、地貌條件水流條件植被發(fā)育狀況人類工程活動(dòng)影響現(xiàn)狀評(píng)估(對(duì)已有地質(zhì)災(zāi)害地危險(xiǎn)性評(píng)估)任務(wù):災(zāi)害類型規(guī)模分部、穩(wěn)定狀態(tài)、危險(xiǎn)對(duì)象的危險(xiǎn)性評(píng)估確定泥石流形成條件規(guī)?;顒?dòng)特征侵蝕方式破壞方式預(yù)測(cè)評(píng)估(對(duì)建設(shè)可能誘發(fā)地地質(zhì)災(zāi)害地危險(xiǎn)性評(píng)估)任務(wù):建設(shè)過程中及建設(shè)后可能對(duì)地質(zhì)環(huán)境的改變及影響,可能出現(xiàn)的災(zāi)種、災(zāi)害區(qū)及危害的評(píng)估預(yù)測(cè)泥石流發(fā)展趨勢(shì)擬采取的防治措施綜合評(píng)估(根據(jù)現(xiàn)狀評(píng)估與預(yù)測(cè)評(píng)估地結(jié)果進(jìn)行定性、半定量地綜合評(píng)估)任務(wù):地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度評(píng)估,對(duì)建設(shè)作出適宜性評(píng)估,提出防治或易地建設(shè)地建議泥石流調(diào)查表易發(fā)程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)泥石流溝易發(fā)程度的數(shù)量化評(píng)判><泥石流溝易發(fā)程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)泥石流溝易發(fā)程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)極易發(fā)(嚴(yán)重)總分>114Y>35各項(xiàng)影響因素均很活躍,處境嚴(yán)峻有一觸即發(fā)之勢(shì),發(fā)生泥石流可能性很大中等易發(fā)(中等)114>總分>8735>Y>25各項(xiàng)影響因素活躍,個(gè)別因素很活躍,發(fā)生泥石流可能性較大輕度易發(fā)(輕度)87>總分>4025>Y>10各項(xiàng)影響因素不很活躍,有可能發(fā)生泥石流不易發(fā)生總分<40Y<10各項(xiàng)影響因素均較穩(wěn)定,發(fā)生泥石流可能性較小中國(guó)泥石流易發(fā)分圖區(qū)中國(guó)泥石流易發(fā)分區(qū)中國(guó)泥石流易發(fā)分區(qū)在第一階梯內(nèi)青藏高原山區(qū),物源條件充足,但因水源條件不充分,暴雨強(qiáng)度和總量均較低,故屬于泥石流輕度易發(fā)區(qū)。在第三階梯內(nèi)的山區(qū),暴雨形成強(qiáng)度和總量均較大,但地表植被好,物源條件不很穩(wěn)定,故為暴雨泥石流中度易發(fā)區(qū)。在第二階梯內(nèi)山區(qū),主要受緯向因素決定,大體可分為三區(qū)秦嶺以南廣大山地,屬濕潤(rùn)高中山區(qū),地形差異大,雨量豐沛、物源豐富,故為暴雨泥石流極易發(fā)區(qū)。秦嶺以北、陰山以南的第二階梯中部地區(qū),屬半干旱、半濕潤(rùn)地區(qū),有大片黃土和部分沙漠覆蓋,物源豐富,暴雨強(qiáng)度大而總量不足,是暴雨泥石流的極易發(fā)區(qū)和中等易發(fā)區(qū)相間的過度區(qū)。廣大的新疆,內(nèi)蒙及甘、寧一部分等第二階梯的北部,屬半干旱和干旱的高中山區(qū),有大片沙漠、黃土、戈壁,植被稀少,物源豐富而水源不足,故為泥石流輕度易發(fā)區(qū)。泥石流溝發(fā)展期的識(shí)別識(shí)別標(biāo)記形成期(青年期)發(fā)展期(壯年期)衰退期(老年期)停歇或終止期主支流關(guān)系主溝侵蝕速度≤支溝侵蝕速度主溝侵蝕速度>支溝侵蝕速度主溝侵蝕速度<支溝侵蝕速度主支溝侵蝕速度均等溝口地段溝口出現(xiàn)扇形堆積地形或扇形地處于發(fā)展中溝口扇形堆積地形發(fā)育,扇緣及扇高在明顯增長(zhǎng)中溝口扇形堆積在萎縮中溝口扇形地貌穩(wěn)定大河河型堆積扇發(fā)育逐步擠壓大河,河型間或發(fā)生變形,無較大變形大河河型受堆積扇發(fā)展控制,河形受迫彎曲變形,或被暫時(shí)性堵塞大河河型基本穩(wěn)定大河河型穩(wěn)定大河主流僅主流受迫偏移,對(duì)對(duì)岸尚未構(gòu)成威脅主流明顯被擠偏移,沖刷對(duì)岸河堤、河灘主流穩(wěn)定或向恢復(fù)變形前的方向發(fā)展主流穩(wěn)定新老扇形地關(guān)系新老扇疊置不明顯或成外延式疊置,為疊瓦狀新老扇疊置覆蓋外延,新扇規(guī)模逐步增大新老扇呈后退式覆蓋,新扇規(guī)模逐步變小無新堆積扇發(fā)生扇面變幅+0.2-0.5m>+0.5m≤±0.2m無或成負(fù)值松散物貯量5-10萬M3/km2>10萬M3/km21-5萬M3/km2<1-0.5萬M3/km2松散物存在狀態(tài)高度
H=10-30m高邊坡堆積H>30m高邊坡堆積H<30m邊坡堆積H<5m坡度ф=32°-25°ф>32°ф=15°-25°ф<=15°泥沙補(bǔ)給不良地質(zhì)現(xiàn)象在擴(kuò)展中不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育不良地質(zhì)現(xiàn)象在縮小控制中不良地質(zhì)現(xiàn)象逐步穩(wěn)定溝槽變形(縱)中強(qiáng)切蝕、朔源沖刷、溝槽不穩(wěn)強(qiáng)切蝕、朔源沖刷發(fā)育、溝槽不穩(wěn)中弱切蝕、朔源沖刷不發(fā)育、溝槽趨穩(wěn)平衡穩(wěn)定(橫)縱向切蝕為主縱向切蝕為主,橫向切蝕發(fā)育橫向切蝕為主無變化溝坡變陡陡峻變緩緩溝形裁彎取直、變窄順直束窄彎曲展寬自然彎曲、展寬、河槽固定植被覆蓋率在下降30-10%以荒坡為主覆蓋率<10%覆蓋率在增長(zhǎng)30-60%覆蓋率較好>60%觸發(fā)雨量逐步變小較小較大并逐步增大暴雨泥石流發(fā)生與否的綜合判別式降雨條件函數(shù)(R)各地區(qū)限界雨量值表流域環(huán)境動(dòng)態(tài)函數(shù)泥石流活動(dòng)的周期與規(guī)模泥石流發(fā)生的判別模式外動(dòng)力條件(R)洪水rc<1.3tf/m3QC=QB+QH泥石流rc≥1.3tf/m3QC=QB+QH冰川融雪暴雨潰壩地下水流域環(huán)境條件(M)地表?xiàng)l件松散物產(chǎn)狀條件匯流條件運(yùn)移空間條件無前期降雨有前期降雨MR暴雨泥石流發(fā)生與否的綜合判別式暴雨泥石流發(fā)生與否的綜合判別式Y(jié)=R·M式中:Y一泥石流發(fā)生與否的綜合指標(biāo)。當(dāng)Y>35時(shí),發(fā)生泥石流的機(jī)率約為85%;當(dāng)Y<25時(shí),不發(fā)生泥石流的機(jī)率約為83%。當(dāng)Y=25~35時(shí),而發(fā)生的機(jī)率約為64%即介于泥石流可能發(fā)生與不發(fā)生之間。R一一降雨條件函數(shù)M一一流域環(huán)境動(dòng)態(tài)函數(shù)。YM3.58.411.37R3.110.8526.0435.2474.214.7035.2847.75410.03584113.7降雨條件函數(shù)R降雨條件函數(shù)RR=K(H24/H24(D)+H1/H1(D)+H1/6/H1/6(D))式中:H24--24小時(shí)或日降雨量(毫米)H1--最大小時(shí)降雨量(毫米)H1/6--最大十分鐘降雨量(毫米)K--有前期降雨的修正系數(shù)H24(D)--可能發(fā)生泥石流的24小時(shí)降雨量限界值H1(D)--可能發(fā)生泥石流的1小時(shí)降雨量限界值H1/6(D)--可能發(fā)生泥石流的十分鐘降雨量限界值R<3.1安全雨情R≧3.1可能發(fā)生的雨情R=3.1~4.2發(fā)生幾率<0.2R=4.2~10發(fā)生幾率0.2~0.8R>10發(fā)生幾率>0.8各地區(qū)限界雨量值表各地區(qū)限界雨量值表年降雨分區(qū)H24(D)H1(D)H1/6(D)Ho(D)代表地區(qū)>1200100401270浙江、福建、臺(tái)灣、廣東、廣西、江西、海南、湖南、湖北、安徽、河南、京郊、遼東及云南西部、西藏東南部等省山區(qū)1200-80060201035四川、貴州、云南東部、陜西南部、河南、山西東部、河北西部、吉林、黑龍江、遼寧西部等省山區(qū)800-4003015620陜西北部、新疆部分、內(nèi)蒙、寧夏、山西、甘肅、四川西北部、西藏等省山區(qū)<4002515515西藏、新疆、青海及甘肅、寧夏兩省黃河以西地區(qū)流域環(huán)境動(dòng)態(tài)函數(shù)流域環(huán)境動(dòng)態(tài)函數(shù)
15M==∑KI·Ni
i=1式中:Ki—易發(fā)因素動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重Ni—易發(fā)因素?cái)?shù)量化評(píng)分值M—泥石流流域環(huán)境動(dòng)態(tài)函數(shù)
M≧11.37很不穩(wěn)定11.37>M≧8.40不穩(wěn)定
8.40
>M≧3.50基本穩(wěn)定3.50
>M穩(wěn)定某一時(shí)段內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)判別式△M=M后-M前△M為正值:表示環(huán)境質(zhì)量在惡化△M為負(fù)值:表示環(huán)境質(zhì)量在改善流域環(huán)境動(dòng)態(tài)因素量化表流域環(huán)境動(dòng)態(tài)因素權(quán)重K數(shù)量化評(píng)分NAKNA數(shù)量化評(píng)分NBKNB數(shù)量化評(píng)分NCKNC數(shù)量化評(píng)分NDKND不良地質(zhì)發(fā)育程度0.22214.62163.52122.6410.22泥砂補(bǔ)給長(zhǎng)度比0.15162.4121.8081.2010.15溝口地貌0.01140.14110.1170.0710.01溝床縱坡0.20122.491.8061.2010.20區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響0.0190.0970.0750.0510.01植被覆蓋率0.1291.0870.8450.6010.12
近期一次沖淤變幅0.0180.0860.0640.0410.01
巖性0.0260.1250.1040.0810.02
松散物貯量0.0660.3650.3040.2410.06
山坡坡度0.0460.2450.2040.1610.04
橫斷面特征0.0350.1540.1230.0910.03
松散物平均厚度0.0150.0540.0430.0310.01
流域面積0.1050.5040.4030.3010.10
流域相對(duì)高差0.0140.0430.0320.0210.01
河溝堵塞程度0.0140.0430.0320.0210.01
泥石流活動(dòng)的周期與規(guī)模泥石流活動(dòng)的周期與規(guī)模泥石流活動(dòng)的周期與暴雨的周期多數(shù)有對(duì)應(yīng)關(guān)系,但泥石流發(fā)生的頻率則不能簡(jiǎn)單的套用暴雨頻率,二者有較大差別。泥石流的規(guī)模在很大程度上取決于流域內(nèi)松散物質(zhì)的動(dòng)態(tài)條件,和動(dòng)貯量的多少,與暴雨能級(jí)不嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。常有特大暴雨而泥石流規(guī)模較小,小暴雨而泥石流規(guī)模較大的事例。中國(guó)各地區(qū)泥石流發(fā)生周期中國(guó)各地區(qū)泥石流發(fā)生周期第三階梯內(nèi)的濕潤(rùn)地區(qū)的河溝發(fā)生泥石流的周期較長(zhǎng)規(guī)模一般較小。第一階梯及第二階梯內(nèi)干旱少雨地區(qū),因松散固體物源充分,只要降雨誘發(fā)條件具備便可發(fā)生各種規(guī)模的泥石流。這些地區(qū)泥石流發(fā)生受暴雨周期制約,因暴雨少、周期長(zhǎng)故同一條溝泥石流發(fā)生周期也長(zhǎng)。第二階梯內(nèi),物源水源條件均充分,故泥石流發(fā)生的周期較短,部分泥石流溝年內(nèi)可連續(xù)多次發(fā)生,且規(guī)模較大。泥石流活動(dòng)主要參數(shù)的確定泥石流防治工程設(shè)計(jì)主要參數(shù)的確定泥石流容重泥石流堵塞系數(shù)清水流量泥石流流量一次泥石流總量泥石流流速泥石流流態(tài)判別泥石流發(fā)生頻率泥石流活動(dòng)規(guī)模泥石流活動(dòng)強(qiáng)度泥石流容重評(píng)分容重rC1+ΦrH=2.65Φ/(1+Φ)評(píng)分容重rC1+ΦrH=2.65Φ/(1+Φ)評(píng)分容重rC1+ΦrH=2.65Φ/(1+Φ)441.3001.2230.182731.5021.4590.3151021.7031.7650.433451.3071.2310.188741.5091.4670.3181031.7101.7780.438461.3141.2390.193751.5161.4750.3221041.7171.7910.442471.3211.2470.196761.5231.4830.3261051.7241.8040.446481.3281.2560.204771.5301.4920.3301061.7311.8170.450491.3351.2640.209781.5371.5000.3331071.7381.8300.454501.3421.2720.214791.5441.5080.3371081.7451.8420.457511.3491.2800.219801.5511.5160.3401091.7521.8550.461521.3561.2880.224811.5581.5240.3441101.7591.8680.465531.3631.2960.228821.5651.5320.3471111.7661.8810.468541.3701.3040.233831.5721.5400.3511121.7721.8940.472551.3771.3130.238841.5791.5490.3541131.7791.9070.476561.3841.3210.243851.5861.5570.3581141.7861.9190.479571.3911.3290.248861.5931.5650.3611151.7931.9320.482581.3981.3370.252871.6001.5770.3661161.8001.9450.486591.4051.3450.257881.6071.5860.3691171.8432.2080.547601.4121.3530.261891.6141.5990.3751181.8862.4710.595614.4191.3610.265901.6211.6110.3791191.9292.7350.634621.4261.3700.270911.6281.6240.3841201.9712.9980.666631.4331.3780.274921.6341.6370.3891212.0143.2160.689641.4401.3860.278931.6411.6500.3941222.0573.5240.716651.4471.3940.283941.6481.6630.3401232.1003.7880.736661.4531.4020.288951.6551.6760.4031242.1434.0510.753671.4601.4100.291961.6621.6880.4081252.1864.3140.768681.4671.4180.295971.6691.7010.4121262.2294.5770.782691.4741.4260.299981.6761.7140.4171272.2714.8400.793701.4811.4350.303991.6831.7270.4211282.3145.1040.804711.4881.4430.3071001.6901.7400.4251292.3575.3670.814721.4951.4510.3111011.6971.7530.4301302.4005.6300.822泥石流堵塞系數(shù)堵塞程度特征堵塞系數(shù)D嚴(yán)重溝槽彎曲、河段寬窄不均,卡口、陡坎多。大部分支溝交匯角度大。形成區(qū)集中,溝槽堵塞嚴(yán)重。>2.5中等溝槽較順直,河段寬窄較均勻,陡坎、卡口不多。主支溝交角多數(shù)小于60度。形成區(qū)不太集中,河床堵塞情況一般。1.5~2.5輕微溝槽順直均勻,主支溝交匯角小,基本無卡口、陡坎。形成區(qū)分散。1.1~1.5清水流量清水流量簡(jiǎn)易計(jì)算公式QB根據(jù)各省水文手冊(cè)中給出的計(jì)算公式計(jì)算,或用下述QB=0.278r×i×F式中:r——按小時(shí)平均雨強(qiáng)(毫米/小時(shí))設(shè)計(jì),用實(shí)測(cè)最大小時(shí)雨強(qiáng)校核
i——產(chǎn)流系數(shù),一般i=0.5——0.9 F——流域面積(平方公里)泥石流流量一次泥石流總量泥石流流速泥石流流量QC=(QB
+QH
)D=(1+Φ)QB
?D一次泥石流總量QN=
QH
?T=ΦQN?T=QN?T?Φ/(1+Φ)
=kQC
?T式中:K有三種取值方法k1=Φ/(1+Φ)
k2=0.278k3=
0.252~0.151(0.202)(F<0.5)=0.151~0.0756(0.113)(F=5~10)=0.0756~0.0252(0.0378)(F=10~100)<0.0252(F>100)
泥石流流速VC=KC
?VB=1/(rH
?Φ
+1)1/2?1/n?H2/3?I1/2泥石流流態(tài)判別強(qiáng)紊流型弱紊流型層流型Fr=V2/gH>>1Fr>1Fr<1牛頓體牛頓體牛頓體非牛頓體τ=μ·du/dyτ=τ
o+η·du/dy泥石流發(fā)生頻率高頻每年均發(fā)生,一年內(nèi)可能多次發(fā)生中頻2-10年低頻10-50年極低頻>50年泥石流活動(dòng)規(guī)模泥石流活動(dòng)強(qiáng)度巨型泥石流輸移總量:>50萬方Qc>300m3/s大型泥石流輸移總量:20-50萬方Qc=100-300m3/s中型泥石流輸移總量:2-20萬方Qc=10-100m3/s小型泥石流輸移總量:<2萬方Qc<10m3/s特強(qiáng)溝口堆積扇規(guī)模很大,大河河型變化,形成區(qū)內(nèi)松散體體積大,數(shù)量多且變形大強(qiáng)溝口堆積扇規(guī)模較大,大河主流偏移,形成區(qū)內(nèi)松散體體積較大,數(shù)量較多且變形較大中強(qiáng)溝口堆積扇規(guī)模有一定發(fā)育,大河不受或少受影響,形成區(qū)內(nèi)松散體體積較小,數(shù)量不多且變形較小弱溝口堆積扇不發(fā)育,大河不受影響,形成區(qū)內(nèi)松散體體積小,數(shù)量少且變形小泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)的劃分泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)的劃分極危險(xiǎn)區(qū)危險(xiǎn)區(qū)影響區(qū)安全區(qū)極危險(xiǎn)區(qū)極危險(xiǎn)區(qū)1.洪水,泥石流能直接到達(dá)的地區(qū):①歷史最高水位或最高泥位線以下的地區(qū)②歷史泛濫線以內(nèi)。2.河溝兩岸已知的及預(yù)測(cè)可能發(fā)生崩坍,滑坡的地區(qū)①有變形現(xiàn)象的崩坍、滑坡活動(dòng)區(qū)域內(nèi)②滑坡前緣可能到達(dá)的區(qū)域內(nèi)。3.大河在泥石流堆積的上下游區(qū)域:泥石流匯入大河因?yàn)槎逊e扇發(fā)育,而誘發(fā)的大河上,下游災(zāi)害區(qū):①因擠壓大河后,主流偏移而直接受災(zāi)的地區(qū)②因堵塞造成的上游淹沒區(qū),下游因潰壩造成的淹沒區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)危險(xiǎn)區(qū)歷史最高水位或最高泥位線以上,因泥石流堵塞上游形成淹沒區(qū),在淹沒水位以下地區(qū)。堵塞壩以下則按潰壩泥石流可能到達(dá)的范圍內(nèi)。河溝兩岸崩坍、滑坡后緣裂隙以上50~100米范圍內(nèi),或按實(shí)地地形確定。3. 大河因泥石流堵江的,在極危險(xiǎn)區(qū)以外仍可能發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域。影響區(qū)安全區(qū)影響區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)相鄰的地區(qū),它不會(huì)直接受遭受災(zāi)害,但仍有可能受到災(zāi)害牽連而發(fā)生某些次級(jí)災(zāi)害的地區(qū)。安全區(qū)影響區(qū)以外的地區(qū)為安全區(qū)。注:本標(biāo)準(zhǔn)只考慮泥石流流動(dòng)過程及溝岸崩滑和大河堵塞而形成的危險(xiǎn)區(qū)域,暫不考慮人工建筑物形成的某些“安全”因素對(duì)危險(xiǎn)區(qū)圈劃的影響。危險(xiǎn)區(qū)的劃定主要是便于防洪抗災(zāi)、進(jìn)行科學(xué)管理,有效實(shí)施緊急避難,保證人的安全。減少災(zāi)害損失。泥石流地區(qū)危險(xiǎn)程度評(píng)估泥石流地區(qū)危險(xiǎn)程度評(píng)估
泥石流活動(dòng)綜合致災(zāi)能力泥石流危險(xiǎn)程度=泥石流地區(qū)綜合抗災(zāi)能力泥石流綜合致災(zāi)能力由泥石流發(fā)生頻率、規(guī)模及活動(dòng)強(qiáng)度等因素綜合評(píng)估確定泥石流地區(qū)地綜合抗災(zāi)能力根據(jù)可能受災(zāi)的建筑設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和受災(zāi)體在泥石流活動(dòng)區(qū)內(nèi)的區(qū)位條件等因素綜合評(píng)估確定泥石流地區(qū)危險(xiǎn)程度分級(jí)表危險(xiǎn)程度綜合致災(zāi)能力abcd抗災(zāi)綜合能級(jí)aAABCbABCDcBCCDdCDDD注:A表示:危險(xiǎn)程度極高B表示:危險(xiǎn)程度很高C表示:危險(xiǎn)程度中等D表示:危險(xiǎn)程度很小泥石流的防治工程泥石流的防治工程泥石流防治規(guī)劃泥石流綜合防災(zāi)系統(tǒng)泥石流溝分區(qū)段的防治對(duì)策地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級(jí)泥石流防治工程設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)泥石流防治工程類型及使用條件泥石流防治工程1泥石流活動(dòng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析預(yù)測(cè)2泥石流危害區(qū)域及危害對(duì)象,確定防治區(qū)段3分區(qū)段、分階段的防治原則和防治目標(biāo)4防治措施*硬防治*軟防治泥石流防治規(guī)劃泥石流防治目標(biāo)與任務(wù)消除、控制和減輕泥石流可能造成的生命、財(cái)產(chǎn)損失控制泥石流發(fā)生、發(fā)展和危害區(qū)域恢復(fù)和建立以流域?yàn)閱卧男碌牧夹陨鷳B(tài)平衡,改善環(huán)境質(zhì)量,發(fā)展生產(chǎn)促進(jìn)環(huán)境和勞動(dòng)力升值泥石流防治的基本原則以流域?yàn)閱卧娜嬉?guī)劃、綜合治理預(yù)防為主,避讓與防治相結(jié)合,生態(tài)與環(huán)保相結(jié)合,治理與開發(fā)相結(jié)合,硬防治與軟防治相結(jié)合安全可靠,技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,適用、美觀泥石流綜合防災(zāi)系統(tǒng)繞避攔擋停淤排導(dǎo)、護(hù)岸、護(hù)底改建加固工程防治生物防治中的水保工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件硬防治泥石流綜合防災(zāi)系統(tǒng)軟防治國(guó)土開發(fā)相關(guān)法規(guī)建設(shè)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警及各項(xiàng)限界值的確定科學(xué)化生產(chǎn)和管理建立健全防災(zāi)管理體系建立各級(jí)防災(zāi)機(jī)構(gòu)開展宣傳教育建立防災(zāi)標(biāo)志及防災(zāi)群策群防網(wǎng)調(diào)查建檔,做好區(qū)劃和防治規(guī)劃監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)、防災(zāi)成果推廣,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、規(guī)劃化管理泥石流防治工作,涉及面廣,影響深遠(yuǎn),是一項(xiàng)以政府為主體的系統(tǒng)工程(國(guó)土資源部負(fù)責(zé)全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治的組織、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)和監(jiān)督工作,縣級(jí)以上地方人民政府及其他有關(guān)部門按照各自的職責(zé)負(fù)責(zé)有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作)泥石流溝分區(qū)段的防治對(duì)策
形成區(qū)流通區(qū)堆積區(qū)下游大河區(qū)泥砂來源上游河道來砂(輸砂),一般坡面侵蝕,溝床縱橫向切蝕(溝槽物質(zhì)再搬運(yùn))山坡、岸坡、不穩(wěn)定松散體、失穩(wěn)上游河道來砂(輸砂),坡面侵蝕,溝床縱橫向切蝕,山坡、岸坡不穩(wěn)定,松散體失穩(wěn)上游河道來砂(輸砂),河床縱橫向切蝕,不穩(wěn)定岸坡失穩(wěn)上游河道來砂(輸砂),河床縱橫向切蝕,不穩(wěn)定岸失穩(wěn)補(bǔ)給方式再搬運(yùn)、崩坍、滑坡、泥石流、坡面侵蝕、堤壩潰決再搬運(yùn)、崩坍、滑坡、泥石流、坡面侵蝕堤、壩潰蝕再搬運(yùn)、崩、坍堤、壩潰決再搬運(yùn)動(dòng)力特征
VZ(Fr=——)G·H勢(shì)能大,沙多,能量轉(zhuǎn)換快,流路不穩(wěn)定,處于高速急流區(qū)輸沙能力大勢(shì)能大,沙多,能量轉(zhuǎn)換快,流路較穩(wěn)定,處于高速急流區(qū),輸沙能力大勢(shì)能從山口向扇緣遞減,能量轉(zhuǎn)換快,流路不穩(wěn)定,處于急流區(qū),輸沙能力變小水量大,流路較穩(wěn)定、多處于急流區(qū),一次過程輸沙能力比支溝小,長(zhǎng)時(shí)間輸沙能力比支溝大容重變化不穩(wěn)定,隨泥砂匯入量的變化而變化,rC變化大較穩(wěn)定rC變化不大不穩(wěn)定,隨泥沙減少而降低,rC變化不大rC≤1.3tf/M3河型變化平面形態(tài)較穩(wěn)定,流路不固定,縱橫向變化較大,多先沖后淤,沖淤變化都很強(qiáng)烈平面形態(tài)較穩(wěn)定,流路固定,縱橫向變化不大,沖淤都有,沖淤變化不大平面形態(tài)不穩(wěn)定,流路不固定,縱向變化小,以橫向擴(kuò)展為主,以泛濫散流淤積為主,淤積速度向扇緣遞減,扇緣末端有時(shí)出現(xiàn)再侵蝕平面形態(tài)穩(wěn)定流路基本固定,主流不穩(wěn)定,常切割扇緣,帶走扇緣泥石流堆積物,支溝溝口地貌發(fā)育趨勢(shì)與大河洪水組合關(guān)系密切,且受地區(qū)抬升或沉降控制主要災(zāi)害形式山體及河岸崩坍、滑坡發(fā)育沖毀堤壩或淤埋設(shè)施溝岸有崩坍、滑坡、常沖毀堤壩等建筑物淤埋、泛監(jiān)、及尾端再?zèng)_蝕沖淤交替發(fā)展,沖毀堤岸等防治原則治山、治溝、穩(wěn)坡、穩(wěn)谷、減少和防止崩坍、滑坡、減少泥沙入溝、滯緩暴雨匯流速度和溝槽匯流集中程度以減勢(shì)治山、治溝、穩(wěn)坡、穩(wěn)谷、防堵塞、提高泥沙搬運(yùn)能力減沙、增勢(shì),提高泥沙搬運(yùn)能力盡可能將泥沙排入大河,重點(diǎn)保護(hù)山口居民聚集區(qū)和工農(nóng)業(yè)活躍區(qū)增大扇緣切割能力,降低支溝侵蝕基準(zhǔn)面,增大泥沙輸入大河能力防治重點(diǎn)以防治產(chǎn)砂為主,治理形成區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定的巖坡、松散堆積體,最大限度減少和控制入溝沙量以排砂為主,穩(wěn)定流路,控制下泄沙量和輸沙粒徑以防淤和防泛濫為主,控制堆積扇危險(xiǎn)區(qū)范圍,在有條件地區(qū)實(shí)施停淤減砂加大扇緣切割和排沙能力,確保河形無大變化防治方法及常用工程措施封山育林,25°以上陡坡地區(qū)退耕還林,科學(xué)規(guī)劃集排水系統(tǒng),坡面治理工程,溝谷穩(wěn)坡穩(wěn)谷治理工程,低壩群(實(shí)體壩)護(hù)底護(hù)岸工程攔擋工程格柵壩(水石型、泥石型)實(shí)體壩(泥流地區(qū))淤地壩(泥流地區(qū))護(hù)底、護(hù)岸工程、導(dǎo)流工程導(dǎo)流工程、排導(dǎo)工程護(hù)底、護(hù)岸工程停淤場(chǎng)、緩沖林帶集流歸槽排流、導(dǎo)流工程,使主流穩(wěn)定在扇緣一側(cè)泥石流防治工程等級(jí)工程等級(jí)劃分條件(符合一個(gè)條件即可)受保護(hù)的人數(shù)(人)受直接保護(hù)的財(cái)產(chǎn)(萬元)工程總投資(萬元)受保護(hù)的對(duì)象特大型>1000>20000>2000大城市、國(guó)家級(jí)廠、礦、工程建設(shè)、水路交通樞紐和干線、地質(zhì)遺跡和旅游區(qū),及國(guó)家級(jí)國(guó)土開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目大型100-100010000-20000500-2000中等城市、省級(jí)廠、礦、工程建設(shè)、水路交通樞紐和干線、地質(zhì)遺跡和旅游區(qū),及國(guó)家級(jí)國(guó)土開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目中型10-1001000-10000100-500小城鎮(zhèn)和居民,縣省級(jí)廠、礦、工程建設(shè)、水路交通樞紐和干線。小型<10<1000<100農(nóng)村、村莊、村、鄉(xiāng)級(jí)企業(yè)泥石流防治工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)程度等級(jí)活動(dòng)規(guī)模極高很高中等很小巨型大型中型小型特大型1005025101005025大型50251055025105中型251053251053小型105331053設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)程度工程等級(jí)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情與災(zāi)害損失程度災(zāi)害程度分級(jí)死亡人數(shù)(人)受威脅人數(shù)(人)直接經(jīng)濟(jì)損失(萬元)小型級(jí)<3<10<100中型級(jí)3-1010-100100-500大型級(jí)10-30100-1000500-1000特大型級(jí)>30>1000>1000注: 災(zāi)情分級(jí):按死亡人數(shù)及直接經(jīng)濟(jì)損失劃分 危害程度分級(jí):按受威脅人數(shù)及直接經(jīng)濟(jì)損失劃分不同設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容可研階段1泥石流活動(dòng)史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及危害2實(shí)施防治的對(duì)象、防治的必要性和技術(shù)要求3防治工程技術(shù)的可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和環(huán)境效益4依據(jù)的規(guī)程、規(guī)范及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算和選用5推薦防治方案初設(shè)階段1按可研推薦的方案,進(jìn)行各單元的分項(xiàng)設(shè)計(jì)(荷載組合分析、工況確定、強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算、安全通過能力檢算、環(huán)境綜合評(píng)價(jià)等)2論證和補(bǔ)充有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)3概算編制施設(shè)階段1按批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)2詳細(xì)概述:設(shè)計(jì)要求施工條件施工方法施工機(jī)械施工計(jì)劃施工監(jiān)理施工監(jiān)測(cè)施工管理3編制預(yù)算泥石流防治工程類型及使用條件泥石流防治工程類型及使用條件泥石流的硬防治泥石流防治工程類型重力式實(shí)體壩格欄壩排導(dǎo)工程生物工程坡面型泥石流的防治方法泥石流的軟防治泥石流防治工程類型泥石流防治工程類型序號(hào)工程類別功能形式1攔擋抑制泥沙發(fā)生、阻滯泥沙輸移、減勢(shì)漿砌重力壩、干砌重力壩、土壩、混泥土壩、格欄壩(平面型、立體型)和漿砌塊石格欄壩2排導(dǎo)通暢流路定向輸移渡槽、排導(dǎo)溝、導(dǎo)流堤3繞避知險(xiǎn)見讓避重就輕平面繞避、立體繞避(渡槽、明洞渡槽、高橋、大跨)4改建過流設(shè)施增涵、擴(kuò)涵、涵改橋、改線遷移5其他防護(hù)堤、防護(hù)樁、門坎、停淤場(chǎng)、生物工程泥石流防治工程的設(shè)計(jì)控制泥石流防治工程設(shè)計(jì)控制1流量控制(攔蓄量和下排量)攔擋工程分流工程排導(dǎo)工程停淤場(chǎng)2輸砂量控制(攔蓄和下排砂量)產(chǎn)砂控制攔擋工程山坡工程水保工程護(hù)岸、護(hù)底工程輸砂控制攔擋工程排導(dǎo)工程停淤場(chǎng)工程河道工程3輸砂粒徑控制攔擋工程停淤場(chǎng)工程4被保護(hù)對(duì)象的特殊安全要求重力式實(shí)體壩攔檔建筑物的主要作用控制泥石流的強(qiáng)度攔截泥沙,降低泥石流的密度,改變輸沙條件,減少輸沙粒徑,調(diào)節(jié)輸沙量,使泥沙輸移形態(tài)由泥石流向水流輸沙轉(zhuǎn)化。降低河床坡降,減緩泥石流運(yùn)動(dòng)速度并防止河道縱向侵蝕和橫向侵蝕。充分利用回淤效益、穩(wěn)坡穩(wěn)谷。調(diào)整流向。攔檔建筑物的使用條件中上游或下游大河沒有排沙或停淤的地形條件,必需控制上游產(chǎn)沙的河道。流域來沙量大,溝內(nèi)崩塌、滑坡體較多。要求短期內(nèi)生效的。上游有一定的筑壩地形(較大的庫(kù)容和狹窄的壩址)。地方部門能協(xié)同治理。重力式實(shí)體壩圖格欄壩格欄壩格攔壩特點(diǎn)攔排兼容壩前有選擇攔蓄,能充分發(fā)揮下游河道的固有輸沙能力。延長(zhǎng)泥庫(kù)壽命,充分發(fā)揮工程經(jīng)濟(jì)效益??梢詫?shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn),節(jié)省污工量,現(xiàn)場(chǎng)組裝方便,施工周期短,還可以用于搶險(xiǎn)。格攔壩設(shè)計(jì)條件同一條河溝上,建造格攔壩不應(yīng)少于2座。壩間隙按保證下游安全過流、過沙能力設(shè)計(jì)。最上游一座壩,首要滿足防沖要求,其次才是滿足調(diào)節(jié)需要。每座壩調(diào)節(jié)幅度最大不能超過1/3。格攔間隙: 平面壩b=d90,
立體壩b=1.5—2d90攔擋建筑物設(shè)計(jì)要求攔擋建筑物設(shè)計(jì)要求1、宜用低壩群、分段、分期治理的漸進(jìn)治理模式2、重要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
泥石流易發(fā)程度、容重、流量、流速流域內(nèi)松散物儲(chǔ)量、一次平均輸砂量和最大輸砂量設(shè)計(jì)允許流量及允許平均輸砂量和最大輸砂量自然狀態(tài)下及設(shè)計(jì)允許平均輸砂粒徑和最大輸砂粒徑多級(jí)壩數(shù)量分配3、壩位、壩型選擇,溢流口、排水孔、副壩、壩下沖刷等水力計(jì)算4、1號(hào)壩前應(yīng)加大安全系數(shù),最上游第n座壩應(yīng)增加抗沖擊能力措施攔擋壩抗抗滑傾
安全系數(shù)攔擋壩抗滑抗傾
安全系數(shù)工程級(jí)別抗滑k滑抗傾k傾設(shè)計(jì)較核設(shè)計(jì)較核工況1工況2工況3工況4工況1工況2工況3工況4特大1.251.201.151.101.601.501.401.30大1.201.151.101.081.501.401.301.20中1.151.101.081.061.401.301.201.10小1.101.081.061.041.301.201.101.08注工況1:自重+壩前堆石壓力工況2:自重+壩前堆石壓力+動(dòng)水壓力工況3:自重+壩前堆石壓力+沖擊力工況4:自重+壩前堆石壓力+靜水壓力+揚(yáng)壓力排導(dǎo)工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)難點(diǎn)最佳過流斷面的選擇,一般難以同時(shí)滿足流量變差大,泥沙粒徑級(jí)差大的過流過沙要求。排導(dǎo)溝末端處理。設(shè)計(jì)要點(diǎn)參照流通區(qū)段內(nèi)及坡度選擇斷面。溝底宜用尖底或弧形,表面宜做耐磨處理按Q均級(jí)順應(yīng)主流中線選擇排導(dǎo)溝中線彎道處留足彎道超高和爬高高度末端標(biāo)高宜在大河平均水位以上,并留足3—5次淤積高度排導(dǎo)溝最小寬度>2damax(可能滾動(dòng)的最大巨石的a軸向長(zhǎng))排導(dǎo)溝最小深度>1.5dcmax(可能滾動(dòng)的最大巨石的c軸向長(zhǎng))排導(dǎo)工程欄排工程排導(dǎo)工程排導(dǎo)工程作用控制災(zāi)害的位置將可能堆積在生產(chǎn)生活設(shè)施附近,并危及安全的泥沙設(shè)法安排到遠(yuǎn)離被防護(hù)區(qū)的適當(dāng)?shù)貐^(qū)。利用泥石流自身的力量提高或改變自然情況下溝槽的搬運(yùn)能力。增大輸沙粒徑。維持溝槽坡度,限制縱向和橫向變形,防止溝岸、溝床變形引起的崩塌、滑坡。調(diào)整流路,使泥石流按人們指定的方向運(yùn)動(dòng)。排導(dǎo)工程使用條件有排沙的地形條件。未端有較高的地形差在大河主流一側(cè)。需要改變現(xiàn)有流路,要求短期生效的。坡度較小的地方也可采用攔排結(jié)合,先攔后排。泥石流防治工程
安安
全全
超埋
高深
值泥石流防治工程
安安
全全
超埋
高深
值工程級(jí)別安全值建筑物類別特大大中小順?biāo)ㄖ锇踩撸╩)1.00.80.60.5攔擋建筑物安全超高(m)1.51.21.00.8順?biāo)ㄖ锇踩裆睿╩)2.01.51.21.0攔擋建筑物安全埋深(m)2.52.01.51.2注:不含爬高、沖高、淤積高泥石流防治工程設(shè)計(jì)說明的主要內(nèi)容泥石流防治工程設(shè)計(jì)說明的主要內(nèi)容1任務(wù)來源:立項(xiàng)報(bào)告、批準(zhǔn)文件、資金2自然條件及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):
*場(chǎng)地自然條件及致災(zāi)因素:氣象、水文、地質(zhì)、人文活動(dòng)*設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)參數(shù):工程等級(jí)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)參數(shù)
3設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)方案*設(shè)計(jì)依據(jù):相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)條例、勘查及可研報(bào)告
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