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1、 胡向德胡向德 甘肃省地质环境监测甘肃省地质环境监测院院一、行业规范已发布，已培训多年；一、行业规范已发布，已培训多年；二、泥石流复杂，还需进一步研究认识二、泥石流复杂，还需进一步研究认识1 1、泥石流是一种自然现象，是复杂地质体，影、泥石流是一种自然现象，是复杂地质体，影响因素众多，至今仍在认识过程中；响因素众多，至今仍在认识过程中；2 2、泥石流爆发突然，存在观测、研究难，形成、泥石流爆发突然，存在观测、研究难，形成机理复杂，模拟实验局限性大；机理复杂，模拟实验局限性大；3 3、泥石流灾害防治工程迄今还是一门不严谨、泥石流灾害防治工程迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。不完善、不
2、成熟的科学技术。本次基于泥石流防治工程勘查、设计规范，结合本次基于泥石流防治工程勘查、设计规范，结合我省泥石流灾害状况、调查勘查及防治工程现状，我省泥石流灾害状况、调查勘查及防治工程现状，以如何着手开展单沟泥石流调查、勘查、防治为以如何着手开展单沟泥石流调查、勘查、防治为基线，结合可研、勘查及设计文件内容编制，谈基线，结合可研、勘查及设计文件内容编制，谈谈基本工作方法和工作中的一些认识，期望对大谈基本工作方法和工作中的一些认识，期望对大家有所助益！家有所助益！一、泥石流基本概念一、泥石流基本概念二、泥石流灾害勘查二、泥石流灾害勘查三、泥石流形成条件、发育特征及危害性三、泥石流形成条件、发育特征
3、及危害性四、泥石流参数计算选取四、泥石流参数计算选取五、泥石流防治工程五、泥石流防治工程（一）泥石流定义（一）泥石流定义由于降水（暴雨、冰川、积雪融化水）在沟谷或由于降水（暴雨、冰川、积雪融化水）在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的固体物质的特殊洪流特殊洪流。其汇水、汇砂过程十分复杂，是各种自然和（或）其汇水、汇砂过程十分复杂，是各种自然和（或）人为因素综合作用的产物。人为因素综合作用的产物。舟曲三眼峪沟舟曲三眼峪沟舟曲开麻沟泥石流舟曲开麻沟泥石流文县碧口氧气厂文县碧口干沟1 1、按流域形态、按流域形态 坡面型坡面型 ：F F0
4、.1km0.1km2 2，长条形，支流极少，无流通区，长条形，支流极少，无流通区沟谷型沟谷型 ：三区分明，形态完整，沟道多宽浅：三区分明，形态完整，沟道多宽浅2 2、 按颗粒组成按颗粒组成泥石流；泥石流； 泥流；水石流泥流；水石流3 3、 按运动机理按运动机理水力类：主要靠水流提供动力，机理为水流挟沙水力类：主要靠水流提供动力，机理为水流挟沙土力类：主要靠浆体提供动力，机理为浆液挟沙土力类：主要靠浆体提供动力，机理为浆液挟沙4 4、按泥石流易发性、按泥石流易发性高易发、中易发、低易发、不易发高易发、中易发、低易发、不易发4 4、按一次泥石流爆发规模（万方）：特大型（大于、按一次泥石流爆发规模（
5、万方）：特大型（大于100100）、大型（）、大型（1010010100）、中型（）、中型（110110）、小型（小于）、小型（小于1 1）5 5、按泥石流爆发频率：高频（年多次或、按泥石流爆发频率：高频（年多次或5 5年内一次）、年内一次）、中频（中频（1 1次次/520/520）、低频（）、低频（1 1次次/2050/2050）、极低频）、极低频6 6、按水源成因或物源成因：暴雨型泥石流、冰川型泥、按水源成因或物源成因：暴雨型泥石流、冰川型泥石流、溃决型泥石流等石流、溃决型泥石流等7 7、按泥石流沟谷发展期、按泥石流沟谷发展期形成期、发展期、衰退期、停歇或终止期形成期、发展期、衰退期、停歇
6、或终止期8 8、 按流体性质按流体性质稀性稀性 ：r rc c 13kN/m13kN/m3 316kN/m16kN/m3 3粘性粘性 ：r rc c 16kN/m16kN/m3 3 在收集已有资料的基础上，在泥石流形成及活动区域在收集已有资料的基础上，在泥石流形成及活动区域开展调查，通过工程地质测绘、勘探（钻探、物探等）开展调查，通过工程地质测绘、勘探（钻探、物探等）、试（实）验等手段，、试（实）验等手段，查明泥石流形成、活动、堆积特查明泥石流形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害特征，提供征、发展趋势与危害特征，提供 防治工程所需要的工防治工程所需要的工程地质条件及参数。程地质条件及参数。 勘
7、查工作内容和方法：勘查工作内容和方法：（一）资料收集（一）资料收集（二）泥石流综合调查（二）泥石流综合调查（三）工程地质测绘（三）工程地质测绘（四）工程地质勘探（四）工程地质勘探（五）试验测试（五）试验测试（六）施工条件及建筑材料等调绘（六）施工条件及建筑材料等调绘（泥石流勘查工作据此展开，勘查工作平面布置图应有相应内容，勘查工作概况（泥石流勘查工作据此展开，勘查工作平面布置图应有相应内容，勘查工作概况应依据上述进行综合说明）应依据上述进行综合说明）泥石流勘查阶段划分泥石流勘查阶段划分 泥石流调查泥石流调查 泥石流勘查泥石流勘查可行性论证阶段可行性论证阶段 设计阶段设计阶段施工阶段施工阶段 应
8、急治理应急治理（在突发或遇灾前兆在突发或遇灾前兆 过程中可采取过程中可采取） 收收集集内内容容调查区的气象调查区的气象水文资料水文资料地形地貌、地层岩性、地质构造、地震地形地貌、地层岩性、地质构造、地震活动等资料活动等资料 泥石流发生的泥石流发生的历史记录历史记录前人调查研究成果前人调查研究成果已有勘查资料和泥石流防治工程文件已有勘查资料和泥石流防治工程文件与泥石流有关的人类工程活动等资料与泥石流有关的人类工程活动等资料， 1 1、自然地理调查、自然地理调查（地形、气象、水文、植被、土壤）（地形、气象、水文、植被、土壤）2 2、地质环境调查、地质环境调查（地形地貌、地层岩性、新构造运动地形地貌
9、、地层岩性、新构造运动、地震、固体松散物质、水文地质、工程地质特征等）、地震、固体松散物质、水文地质、工程地质特征等）3 3、水动力条件调查、水动力条件调查（暴雨、堤坝溃决、冰雪融化等）暴雨、堤坝溃决、冰雪融化等）4 4、泥石流活动性、险情、灾情调查、泥石流活动性、险情、灾情调查（产砂区位置、（产砂区位置、沿沟槽泥沙补给特征、沟道冲淤变化、各区段运动的块沿沟槽泥沙补给特征、沟道冲淤变化、各区段运动的块石最大粒径和平均粒径，沿沟堵塞程度，沟岸残留泥痕石最大粒径和平均粒径，沿沟堵塞程度，沟岸残留泥痕特征；特征； 泥石流发生年代、受灾对象、灾害形式、发生雨情泥石流发生年代、受灾对象、灾害形式、发生雨
10、情、受灾损失、堆积扇活动特征及挤压大河情况）、受灾损失、堆积扇活动特征及挤压大河情况）5 5、人为活动调查（修筑公路、废弃矿渣、挤占沟、人为活动调查（修筑公路、废弃矿渣、挤占沟道对自然地形改变、毁林垦荒等）道对自然地形改变、毁林垦荒等）6 6、已有泥石流防治工程调查（已建防治构筑物类、已有泥石流防治工程调查（已建防治构筑物类型、建设年代、工程效果和损害情况）型、建设年代、工程效果和损害情况）调查方法有遥感、现场等多种，调查的主要内容调查方法有遥感、现场等多种，调查的主要内容要紧紧围绕着泥石流的形成条件、活动特征及其要紧紧围绕着泥石流的形成条件、活动特征及其危害性展开。危害性展开。 工程地质测工
11、程地质测绘绘遥感解释遥感解释填图要求填图要求单元的尺寸在图上最小为单元的尺寸在图上最小为2mm。在在1:5001:2 000的地形图上修建拦挡工程排导工程的地形图上修建拦挡工程排导工程地质点误差地质点误差3mm，其它地段，其它地段5mm。地质地貌地质地貌 测绘测绘全流域及沟口以下受泥石流影响地段，沿沟追索、实测和填绘剖面全流域及沟口以下受泥石流影响地段，沿沟追索、实测和填绘剖面调绘与泥石流形成、活动有关的地质地貌要素（参见附录调绘与泥石流形成、活动有关的地质地貌要素（参见附录E），），编制相应地貌图与地质图，填绘纵剖面图与横断面图。编制相应地貌图与地质图，填绘纵剖面图与横断面图。 流域平面填图
12、：流域平面填图：1:10 0001:50 000， 分区平面填图：分区平面填图：1:5001:5 000； 剖面图横向：剖面图横向：1:5001:2 000，竖向：，竖向：1:1001:500； 横断面图：横断面图：1:2001:500。解译泥石流的区域性分布、地貌和地质条件；解译泥石流的区域性分布、地貌和地质条件；不同时相对比解译泥石流发展过程、演化趋势；不同时相对比解译泥石流发展过程、演化趋势；编制遥感象解释图，比例尺：编制遥感象解释图，比例尺：1:8 0001:34 000。在综合调查的基础上，通过遥感解译或用地形图在综合调查的基础上，通过遥感解译或用地形图的实际地质填图，完成流域内泥石
13、流发育的相关的实际地质填图，完成流域内泥石流发育的相关图件，如流域地质地貌图、松散固体物质分布图图件，如流域地质地貌图、松散固体物质分布图，工程地质图，水文地质图，沟道纵横剖面图，工程地质图，水文地质图，沟道纵横剖面图，危险性、危害性分区图等危险性、危害性分区图等 。 工程工程布置布置勘探方勘探方法法钻探钻探1、防治工程场址主勘探线，孔距（30m 50m ）能控制沟 槽起伏和基岩构造线。 2、不必揭穿松散堆积层时，孔深应是建筑物最大高度的0.5 1.倍； 3、基岩浅埋时，孔深应进入基岩弱风化层5m10m 物探物探1、钻探工程的补充及不必布置钻探的形成 区，2、布置12条物探剖面，控制松散堆积层
14、的岩性、 厚度、分层、基岩面深度坑槽探坑槽探1、结合钻探、物探工程，在重点地段布置一定探坑或探槽，2、揭露泥石流在形成区、流通区和堆积区不同部位的松散层岩性、结构、厚度、物质沉积规律和粒度级配变化；3、基岩岩性、结构、风化程度及节理裂隙发育状况岩土样岩土样 采集采集有代表性的原状岩、土试样。 泥石流堆积区和可能采取防治工程的地段泥石流工程地质勘探的主要目的：泥石流工程地质勘探的主要目的：1 1、查明固体松散堆积物的岩性、结构、厚度，、查明固体松散堆积物的岩性、结构、厚度，为固体松散物质的稳定性及储量计算服务；为固体松散物质的稳定性及储量计算服务；2 2、查明沟道上中下游松散层岩性结构、堆积厚、
15、查明沟道上中下游松散层岩性结构、堆积厚度、沉积规律及粒度变化；度、沉积规律及粒度变化；3 3、查明治理工程场地工程地质条件、查明治理工程场地工程地质条件（工程介入）；（工程介入）；4 4、查明堆积区泥石流活动状况；、查明堆积区泥石流活动状况；5 5、岩土样采集、岩土样采集1 1、 2 2、 水样分析水样分析 3 3、岩土样测试、岩土样测试（取得岩土物理力学参数）（取得岩土物理力学参数） 浆体重度测定浆体重度测定根据泥石流体样品采用称重法测定。根据泥石流体样品采用称重法测定。可了解目击者回忆，根据泥痕和堆积物特征可了解目击者回忆，根据泥痕和堆积物特征进行配制，采用体积比法测定进行配制，采用体积比
16、法测定。粒度分析粒度分析粒径粒径2mm的粗颗粒进行筛分，的粗颗粒进行筛分，粒径粒径2mm的细颗粒用比重计法或吸管法测的细颗粒用比重计法或吸管法测 定颗粒成分。定颗粒成分。 对固体物质颗粒成分，从堆积体取样测定。对固体物质颗粒成分，从堆积体取样测定。 取样数量应结合粒径来确定取样数量应结合粒径来确定粘度和静切力测定粘度和静切力测定（必要时进行）（必要时进行）样品或人工配制泥石流浆体，粘度可采样品或人工配制泥石流浆体，粘度可采用用1006型标准粘度计或同轴圆心旋转型标准粘度计或同轴圆心旋转式粘度计测定；式粘度计测定；静切力可采用静切力可采用1007型静切力计量测。型静切力计量测。流体试验流体试验
17、调绘内调绘内容容施工场地工地临时建筑施工道路调绘调绘地形地貌地质灾害危险性评估天然建天然建筑材料筑材料分布情况、质量和储量进行评价缺少天然骨料初查人工料源。水源水源状况状况采样分析，对工程及生活用水水质水量进行评价，提出供水方案建议。结合泥石流防治工程开展结合泥石流防治工程开展 陡峻的地形，丰富的松散物质，短时间内陡峻的地形，丰富的松散物质，短时间内有大量的水源。有大量的水源。（一）地形条件（一）地形条件流域面积、流域形态，高差，主沟长度，沟坡坡度，沟谷纵比降，横断面形态，沟壑密度，谷形和沟槽变化：宽窄变化，有无卡口、堵塞、跌水等。地形状况反映了自然泥石流的各类信息：汇流的速率，堵塞特征（系数
18、），高阻还是低阻性（糙率），冲淤变化特征，回淤比降等等舟曲三眼峪沟舟曲三眼峪沟武都火烧沟武都火烧沟 宕昌红河沟支沟宕昌红河沟支沟杨家沟杨家沟1、固体松散物质分布位置（上中下游）、物源类型及主要补给类型；2、固体松散物质的补给、转化方式；3、固体松散物质的主要补给沟段4、固体松散物质储量估算5、可转化为泥石流的固体松散物质数量6、判断流域内松散固体物质的累计速率崩塌补给（三眼峪）滑坡补给 崩塌补给崩塌补给滑坡补给滑坡补给沟底再搬运（舟曲庙儿沟）沟底再搬运（舟曲庙儿沟）坡面冲蚀坡面冲蚀固体松散物质储量估算：固体松散物质储量估算：1 1、滑坡、滑坡2 2、崩塌、崩塌3 3、坡面松散物质、坡面松散物质
19、（1 1）通过调查及工程地质测绘，圈定坡）通过调查及工程地质测绘，圈定坡面松散物质具体分布区域，各分布区段按断面为三角形估算（乘面松散物质具体分布区域，各分布区段按断面为三角形估算（乘沿沟坡长度），最终取其总和；（沿沟坡长度），最终取其总和；（2 2）按工程使用年限，按流域）按工程使用年限，按流域内侵蚀模数估算工程期内的坡面松散物质可补给量。内侵蚀模数估算工程期内的坡面松散物质可补给量。4 4、沟道松散物质补给、沟道松散物质补给（1 1）通过调查及工程地质测绘、勘）通过调查及工程地质测绘、勘探，确定沟道堆积物厚度，绘制沟道纵剖面图；（探，确定沟道堆积物厚度，绘制沟道纵剖面图；（2 2）通过调查
20、）通过调查确定沟谷内冲淤基本平衡的沟床比降（也可参考跌水陡坎上游淤确定沟谷内冲淤基本平衡的沟床比降（也可参考跌水陡坎上游淤积比降、流通区比降或堆积扇平均比降）；（积比降、流通区比降或堆积扇平均比降）；（3 3）确定沟道内侧）确定沟道内侧蚀较弱的沟道宽度。据此估算沟道松散物质补给量。蚀较弱的沟道宽度。据此估算沟道松散物质补给量。5 5、人工堆积物、人工堆积物1、泥石流形成区、流通区、堆积区 武都甘家沟泥石流流域分区图武都甘家沟泥石流流域分区图 各沟泥石流形成机理、形成过程不同或不尽相同，根据对泥石流沟流域勘查，掌握沟道泥沙补给特征、输沙运移特征、冲淤变化、各沟段堆积粒径变化等，是针对性的布设泥石
21、流治理工程的关键之一。泥石流堆积物可以反映出泥石流的沉积韵律特征及其活动性，也是判断泥石流性质的重要依据。通过调查、测绘及勘探工程，应掌握泥石流沟道上、中、下游及堆积扇泥石流堆积特征，块石粒径变化，以判断流域泥石流活动历史，也为防治工程构筑物选择提供依据。铁一院根据西南地区沟谷的调查，认为稀性泥石流沟的容重与流域主沟槽平均坡度有关，按下式计算： 中值： 最大值：（一）泥石流容重（一）泥石流容重1.称重法称重法取泥石流流动时的代表性样品，或用当地泥石流堆积物加水搅拌，经见过泥石流的群众鉴定，认为能代表泥石流样品时，称其重量、量其体积并用下式计算：泥石流容重（吨/立方米）V泥石流样品体积（立方米）
22、G泥石流样品重量（吨/）i流域主河槽平均坡度（小数计）2.按流域坡度计算法按流域坡度计算法GcV0.691.44ci0.691.51cic3.体积比法体积比法通过访问群众，了解以往泥石流中泥砂石块和水的比例，用下式计算：固体颗粒的比重（吨/立方米）水的比重（吨/立方米）f 泥石流中泥砂石块的体积和水的体积之比（以小数计）4.按中值粒径计算法按中值粒径计算法据蒋家沟粘性泥石流及黄土地区泥流观测资料分析，泥石流容重与泥砂中径d50有关，综合各项资料，建议按照下式计算：泥石流中重量占50%的颗粒粒径（以毫米计）。粘性泥石流采用沉积物样品，稀性泥石流采用泥石流固体物质主要补给区样品。5.按残留层厚度计
23、算法按残留层厚度计算法粘性泥石流在堆积扇上常留下明显的残留层。据在武都地区调查，泥石流容重与残留层厚度及该段地面坡度有关，可近似的按下式计算：h0冲积扇上的残留层厚度（米）；ic该段冲积扇的坡度（以小数计）1fHBcfHB50501021.30lg2cdd50d0.14303.37cch i（二）泥石流（二）泥石流流速计算流速计算1.糙率系数法糙率系数法mc泥石流沟床糙率系数（1/nc）;Hc过流断面泥石流平均泥深，在狭窄沟床中为水力半径（米）；ic泥石流沟床比降（以小数计）；2.经验公式经验公式中国科学院冰川冻土研究所根据西北、西南地区五条纵坡为310%的粘性泥石流沟观测资料分析，得出流速公式为：Hc过流断面泥石流平均泥深，在狭窄沟床中为水力半径（米）；ic泥石流沟床比降（以小数计）；3.按沉积物平均最大颗粒估算流速按沉积物平均最大颗粒估算流速铁一院根据宝天、兰青线的调查资料确定的计算公式：d泥石流沉积物平均最大粒径（米）；h泥石流流动深度（米）；2132ccccVm Hi415445.5cccVHi11367.5cVd h（三）泥石流（三）泥石流流量计算流量计算1.选择形态断面位置；2.进行泥位调查；3.利用形态断面泥石流流量公式计算：Qc形态断面的泥石流
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