泥石流特征培訓(xùn)課件

泥石流特征培訓(xùn)課件一、發(fā)生特征1.突發(fā)性和災(zāi)變性泥石流

突發(fā)性和災(zāi)變性泥石流暴發(fā)突然，歷時(shí)短暫，一場(chǎng)泥石流過程一般僅幾分鐘到幾十分鐘,給山地環(huán)境帶來災(zāi)變。如1986年9月22～25日云南南澗縣城周圍9條泥石流溝暴發(fā)泥石流，城鎮(zhèn)街道淤沙1m多，人民生活環(huán)境改變。2.波動(dòng)性和周期性泥石流

波動(dòng)性和周期性泥石流活動(dòng)時(shí)期時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，具有波浪式變化特點(diǎn)，可劃分活動(dòng)期和平靜期。如怒江自1949年以來，有明顯三個(gè)活動(dòng)期，分別是1949～1951年、1961～1966年、1969～1987年。它的活動(dòng)周期取決于激發(fā)雨量和松散物的補(bǔ)給速度。周期長(zhǎng)的數(shù)十年至數(shù)百年暴發(fā)一次。如云南東川黑山溝、猛先河重現(xiàn)期為30～50年，四川雅安陸王溝、干溪溝為200年。3.群發(fā)性和強(qiáng)烈性泥石流

群發(fā)性和強(qiáng)烈性泥石流由于降雨的區(qū)域性和坡體的穩(wěn)定性，使泥石流發(fā)生常具“連鎖反應(yīng)”。1986年祥云鹿鳴山出現(xiàn)“九十九條破菁”同時(shí)出現(xiàn)泥石流。據(jù)成都所東川站實(shí)測(cè)，一次泥石流侵蝕模數(shù)可達(dá)20～30萬t/km2，最大達(dá)50萬t/km2，平均侵蝕深10m。

此外，我國泥石流還有夜發(fā)性特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，云南80%泥石流集中在夏秋季節(jié)的傍晚或夜間，西藏也是如此，這顯然與陣性降雨和冰雪融化有關(guān)。回到最上面

二、泥石流流態(tài)特征

泥石流既不同于一般徑流沖刷，又是在徑流沖刷和重力共同作用下的混合侵蝕。因此泥石流流態(tài)多樣。1.蠕動(dòng)流泥石流

蠕動(dòng)流泥石流暴發(fā)時(shí)在粗糙的溝床上“鋪床”前進(jìn)，或上游供給不足似蛇身匍伏緩慢前進(jìn)，流速一般在0.3～0.5m/s。當(dāng)溝床縱坡十分開闊平展時(shí)，泥石流龍頭也會(huì)如此。2.層動(dòng)泥石流

層動(dòng)泥石流在溝道平直、坡度不太大的情況下，高濃度的泥石流體呈整體運(yùn)動(dòng)，體內(nèi)無物質(zhì)的上下交換過程，流速變化從5m/s到15m/s，具有極大浮托力，使巨石像游船一樣漂浮。3.紊動(dòng)泥石流

紊動(dòng)泥石流漿體較稀，或溝道比降大而導(dǎo)致流動(dòng)湍急，漿體中石塊相撞擊、摩擦，發(fā)出轟鳴。4.滑動(dòng)泥石流

滑動(dòng)泥石流近似層流的整體運(yùn)動(dòng)，是在高粘度泥石流“鋪床”后，依慣性力作用在“潤(rùn)滑劑”上滑向前進(jìn)。5.波動(dòng)泥石流

波動(dòng)泥石流實(shí)質(zhì)上是一種特殊的自動(dòng)形態(tài)流，即當(dāng)溝道泥石流殘留層較厚時(shí)，在縱坡影響下，較厚漿體在重力作用下，向下形成一個(gè)波狀流動(dòng)體，并迅速下泄，與因堵塞形成的陣性流十分相似。

泥石流具有很強(qiáng)的侵蝕能力和巨大的侵蝕量，如上疙瘩大橋溝和上疙瘩中橋溝，在1981年暴發(fā)泥石流時(shí)，一次下切深度在7～13m，蓮地隧道6號(hào)溝(迤布苦溝)也一次下切13m，這樣的下切速度是一般山洪下切速度無法比擬的。又如利子依達(dá)溝，在1981年7月9日暴發(fā)泥石流時(shí)，在很短時(shí)間內(nèi)將30～50萬m3松散碎屑物質(zhì)傾瀉在大渡河內(nèi)，形成短暫的天然堤。當(dāng)日的泥石流侵蝕模數(shù)達(dá)1.2～2萬t３/km2，其數(shù)量之大，也是一般水土流失所無法比擬的。三、泥石流搬運(yùn)特征

泥石流是一種獨(dú)特的流體，因此，其搬運(yùn)能力極強(qiáng)。搬運(yùn)的泥沙、粒度廣泛、濃度大、大致可歸納為兩類，一類是構(gòu)成泥石流的固相物質(zhì)和液相物質(zhì)緊密結(jié)合，液相物質(zhì)已完全失去自由而不再是搬運(yùn)介質(zhì)，固相物質(zhì)已成為流體的組成部分而不再是載體，二者構(gòu)成一相流體(粘性泥石流)。在這樣的情況下泥石流以蠕動(dòng)流滑動(dòng)流成似層流的連續(xù)流或陣性流形態(tài)將流體搬運(yùn)出溝。另一類是構(gòu)成泥石流的固相物質(zhì)和液相物質(zhì)的結(jié)合雖然也使液相物質(zhì)失去水流的主要特性，但二者未構(gòu)成一相體，細(xì)粒固相物質(zhì)與液相物質(zhì)構(gòu)成的泥漿是搬運(yùn)介質(zhì)，而大石塊是載體，搬運(yùn)介質(zhì)和載體之間的流速可以有差異(稀性泥石流)。在這樣的條件下，泥石流以紊流連續(xù)流形態(tài)將流體搬運(yùn)出溝。這兩種搬運(yùn)形態(tài)相對(duì)應(yīng)的搬運(yùn)方式是各不相同的。粘性泥石流，泥沙和水構(gòu)成一相體，流速梯度只在流體與邊界層之間的很薄一層流體內(nèi)存在，其余流體則以同一速度前進(jìn)，因此，粘性泥石流以整體方式搬運(yùn)松散碎屑物質(zhì)。稀性泥石流，因泥沙和水尚未構(gòu)成一相體，而是兩相體，因此，不僅整個(gè)流體有流速梯度存在，而且粗粒固相物質(zhì)與液相物質(zhì)之間也存在流速差別，這就導(dǎo)致稀性泥石流以散體方式搬運(yùn)松散碎屑物質(zhì)，而且可以用拜格諾方程加以描述。四、泥石流堆積物宏觀特征1.泥石流堆積類型

泥石流堆積扇或堆積錐，泥石流出山口后，地形突然變得開闊、平坦。若為稀性泥石流，流體便以一定角度或輻射狀散開，形成散流，流面增寬，流層變薄，阻力增大，于是流體發(fā)生扇狀淤積，長(zhǎng)此以往，扇體不斷增大、增厚，形成堆積扇，若為粘性泥石流，則流體因整體受阻而發(fā)生壟崗狀淤積，在長(zhǎng)期的泥石流活動(dòng)中，壟崗狀淤積在堆積區(qū)交錯(cuò)發(fā)生，反復(fù)重疊，久而久之，也形成扇狀堆積。隨著時(shí)間的推移，扇狀堆積不斷發(fā)展壯大，最后形成完整的堆積扇，對(duì)溝谷陡峻，固相物質(zhì)粗大的泥石流，在堆積區(qū)常發(fā)育成堆積錐。

泥石流堆積物構(gòu)成的堆積扇縱坡較陡，一般在3°～9°之間，部分可達(dá)9°～12°，而洪積物的縱坡一般在3°以下，同時(shí)泥石流堆積物構(gòu)成的堆積扇橫比降也比較大，一般在1°～3°之間，而洪積物的橫比降一般在1°以下。

泥石流堆積階地是發(fā)育在泥石流溝谷內(nèi)的一種堆積地貌，是泥石流體在運(yùn)動(dòng)過程中由于沒有后續(xù)流的推動(dòng)，因而不能克服來自溝谷底床和邊壁的阻力而在溝谷內(nèi)發(fā)生淤積，后來又遭洪水沖刷，由于洪水能量有限，只局部下切拉槽，于是在溝床兩岸或一岸留下原有的堆積而形成的。這種泥石流堆積階地通常是一種短暫的泥石流堆積現(xiàn)象。

泥石流側(cè)積側(cè)積是泥石流在運(yùn)動(dòng)過程中由于邊緣部位流層較薄，而邊緣的阻力又較大，因而泥石流邊緣部位流速減緩，部分流體或流體中的松散碎屑物質(zhì)，在邊緣產(chǎn)生淤積，這種淤積就是側(cè)積。這種堆積是流體的橫向環(huán)流所致，因此，流體兩側(cè)或一側(cè)不受邊壁約束是形成該類型的關(guān)鍵條件。

除上述主要堆積形式外，泥石流還可在運(yùn)動(dòng)過程中形成超高堆積，拋高堆積和縫隙堆積等。2.泥石流堆積物特征

泥石流堆積物一般能分出若干層次，層間常存在一個(gè)很薄的粗化層或表泥層，這反映了兩種不同的沉積間歇期環(huán)境特征，前者說明，間歇期內(nèi)降雨或洪水把泥石流堆積物表面的細(xì)粒物質(zhì)帶走，剩下一層較粗物質(zhì)，第二場(chǎng)泥石流到來時(shí)覆蓋在這層較粗物質(zhì)之上，而后者則是第一次泥石流末尾的細(xì)粒物質(zhì)在堆積扇表面形成泥層后，第二次泥石流堆積物直接覆蓋在表泥