泥石流沉積物

泥石流沉積物（debris flow deposit）

是山區一種特殊的洪流——泥石流的沉積物。它是流水沉積物中的一種特殊類型，它的特徵是分選性差，層次不明顯，整個剖面仍保持泥石流流動時的結構，大石塊主要停積在堆積體的前緣或兩側。在不少大石塊上可見擦痕，擦痕形體粗大毛糙，多呈斑狀或紡錘狀，排列方向也不一致，這是與冰川擦痕不同的特徵。在沉積物中還可見泥包礫或泥球現象。泥石流沉積物常形成扇形堆積體，或形成平行於流動方向的舌狀、堤狀、島狀泥礫堆，加上泥石流強烈的下切侵蝕作用，使得整個堆積區崎嶇不平，這與由一般洪水或冰水作用形成的山麓堆積扇有顯著不同。大陸環境及其相模式第一節 概述 沉積條件複雜：介質包括水、大氣和冰川，大陸沉積受地形和氣候的影響很大。大陸沉積環境條件複雜，沉積物多樣化。沉積物多樣化：時間上（縱向上）和空間上（橫向上）相變快。因為地形多變，山麓、平原、沙漠、山間盆地、河流、湖泊、鹽湖、沼澤等，各具不同的特點。氣候明顯控制了沉積物性質，如乾燥區形成大量鹽岩和風成沉積，寒冷區有冰川沉積，潮濕區有大量的沼澤沉積。大陸沉積以碎屑岩為主，而碳酸鹽岩很少。沉積物和生物特徵明顯：物源區近，沉積物的橫向變化大，不穩定組分多。多為氧化條件，沉積物常呈紅色。生物為陸生脊椎動物、昆蟲和植物，大量植物的出現是大陸環境所特有的。大陸沉積環境的類型和分佈：殘積、坡積、沖積扇、河流、沼澤、湖泊。特殊的有沙漠、冰川。其中以沖積環境（沖積扇、河流）最為常見，其次為湖泊、沼澤、沙漠、冰川等環境。第二節 沖積環境及相模式一、沖積扇環境及其相模式 1.沖積扇的一般特徵 由洪水將沉積物從山區帶出，在山口的山麓地帶, 因坡降減小, 沉積物堆積而成。主要分佈於乾旱或半乾旱氣候區。在平面上呈扇形、輻向剖面呈下凹狀，橫向剖面呈上凸狀。扇體坡度一般3～6°(小於10°), 扇體半徑自幾百米到幾百公里。可由一系列沖積扇體組成沖積扇體系。沖積扇形成的條件： （1）有充足的陸源碎屑物質。 （2）特殊的地理位置：被峽谷所限的山區河流攜帶著從源區剝蝕的大量碎屑物質，出谷口后，因地勢變寬，坡降減緩，河道加寬變淺，流速降低，搬運能力減弱，大量底負載迅速堆積下來。 （3）主要形成於乾旱和半乾旱氣候區，植被不發育，物理風化強烈，降雨量少，多降暴雨，洪水短暫而猛烈。在潮濕地區、極地地區發育較差。沖積扇上發育有河道，在扇頂只有一、二條主河道，在扇中和扇緣則分支成辮狀河；河道下切較深，但多為暫時性河道。河道之間則為樹枝狀淺水溝。在扇緣有時還可發育有湖泊或干鹽湖。沖積扇上洪水流動的性質主要為牽引流，但當物源區有大量泥質供給時（或洪水強烈時）也可出現泥石流（重力流）。泥石流堆積物的粒度分佈及其分形結構泥石流堆積物主要由礫石、砂礫、粉粒和粘粒組成，組成泥石流堆積物的顆粒級配變幅很大，從直徑大於數十米的巨礫到肉眼難以看見的幾微米的膠體微粒均有分佈，大小顆粒粒徑之比可達106—107。泥石流堆積物顆粒具有明顯的自相似性和無標度區間。本文以小江流域多處泥石流堆積物為研究對象，採用圖解法全面分析了泥石流堆積物的粒度組成特徵，根據分形理論計算了泥石流堆積物顆粒的分維值，對泥石流堆積物的分形特徵進行探討，並與泥石流堆積物粒度特徵相聯繫，發現分維很好的反映了泥石流堆積物顆粒組成及其粒度分佈特徵。將泥石流堆積物顆粒分維與泥石流的粘性、形成年代等性質相聯繫，以找出它們彼此之間的關係。泥石流堆積物的結構維數及其地質意義研究表明，泥石流堆積物的粒度組成具有分形特徵。一般，取Mr為粒徑小於r的顆粒含量，據之計算泥石流堆積物的結構維數。這種計算方法忽略了能夠反映泥石流動力特徵的粗大顆粒，而且不便於現場實施。本文把M定義為粒徑大於r的顆粒含量，不僅突出了粗大顆粒的特徵，而且便於現場實施。與一般方法相反，新方法所得泥石流粒度分維曲線傾向r軸正向，與粒度軸具有唯一的交點，該交點所表示的粒度反映了泥石流所能攜帶的最大塊度，據之可對該地區泥石流的運動速度及對建築物的衝擊力作出估計。根據泥石流沉積物來計算泥石流容量的方法泥石流的容重是泥石流的最重要的參數之一，用簡單易行的方法獲得泥石流的容重因泥石流災害的評估和泥石流的防治的需要顯得日益重要。分析了泥石流的組成顆粒中3個分別代表粗顆粒，細顆粒和粘粒顆粒的顆粒粒徑，即2mm、0．05mm和0．005mm，及它們的百分含量與泥石流容重的關係。在對泥石流的組成顆粒的研究中發現泥石流中的粗顆粒，細顆粒和粘粒顆粒的百分含量與泥石流容重都有一定的關係，但因地區的差異這種關係不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量與物源區的粘粒含量相當，稀性泥石流的粘粒含量遠大於物源區的粘粒含量。用粗顆粒和細顆粒百分含量計算的泥石流的容重與泥石流觀測樣和沉積樣對比有較好的一致性。根據泥石流沉積物計算的泥石流容重應服從根據沉積物的特徵判斷的泥石流類型和框定的泥石流容重範圍。

泥石流發生前有哪些預兆

泥石流來臨前，一般會出現巨大的響聲、溝槽斷流和溝水變渾等現象。泥石流發生時，泥石流攜帶巨石撞擊產生沉悶的聲音，明顯不同於機車、風雨、雷電、爆破等聲音。

溝槽內斷流和溝水變渾，可能是上游有滑坡活動進入溝床，或泥石流已發生並堵斷溝槽，這是泥石流即將發生最明顯的前兆。在這些現象發生時，一定要根據預先制定防災預案，及時撤離到安全地帶。

泥石流發生前一些現象

（1）泥石流溝谷下游溝谷洪水突然斷流或水量突然

（2）泥石流溝谷上游突然傳來異常轟鳴聲； （3）泥石流溝谷上游出現異常氣味； （4）泥石流溝谷出現滑坡堵溝； （5）泥石流支溝出現小型泥石流；

（6）動物出現雞犬不寧、老鼠搬家等異常現象；

（7）區內突降特大暴雨： （8）溝谷上游水庫（池塘）突然垮壩等。

泥石流的危害

泥石流常常具有暴發突然、來勢兇猛、迅速之特點。併兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用，其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它對人類的危害具體表現在如下四個方面：

(1)對居民點的危害：泥石流最常見的危害之一，是衝進鄉村、城鎮，摧毀房屋、工廠、企事業單位及其他場所設施。淹沒人畜、毀壞土地，甚至造成村毀人亡的災難。

(2)對公路、鐵路的危害：泥石流可直接埋沒車站，鐵路、公路，摧毀路基、橋涵等設施，致使交通中斷，還可引起正在運行的火車、汽車顛覆，造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道，引起河道大幅度變遷，間接毀壞公路、鐵路及其它構築物，甚至迫使道路改線，造成巨大的經濟損失。

(3)對水利、水電工程的危害：主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建築物，淤埋水電站尾水渠，並淤積水庫、磨蝕壩面等。

(4)對礦山的危害：主要是摧毀礦山及其設施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產，甚至使礦山報廢。

泥石流的預防措施

1、房屋不要建在溝口和溝道上

受自然條件限制，很多村莊建在山麓扇形地上。山麓扇形地是歷史泥石流活動的見證，從長遠的觀點看，絕大多數溝谷都有發生泥石流的可能。因此，在村莊選址和

規劃建設過程中，房屋不能佔據泄水溝道，也不宜離溝岸過近；已經佔據溝道的房屋應遷移到安全地帶。在溝道兩側修築防護堤和營造防護林，可以避免或減輕因泥石流溢出溝槽而對兩岸居民造成的傷害。

2、不能把沖溝當作垃圾排放場

在沖溝中隨意棄土、棄渣、堆放垃圾，將給泥石流的發生提供固體物源、促進泥石流的活動；當棄土、棄渣量很大時，可能在溝谷中形成堆積壩，堆積壩潰決時必然發生泥石流。因此，在雨季到來之前，最好能主動清除溝道中的障礙物，保證溝道有良好的泄洪能力。

3、保護和改善山區生態環境

泥石流的產生和活動程度與生態環境質量有密切關係。一般來說，生態環境好的區域，泥石流發生的頻度低、影響範圍小；生態環境差的區域，泥石流發生頻度高、危害範圍大。提高小流域植被覆蓋率，在村莊附近營造一定規模的防護林，不僅可以抑制泥石流形成、降低泥石流發生頻率，而且即使發生泥石流，也多了一道保護生命財產安全的屏障。

4、雨季不要在溝谷中長時間停留

雨天不要在溝谷中長時間停留；一旦聽到上游傳來異常聲響，應迅速向兩岸上坡方向逃離。雨季穿越溝谷時，先要仔細觀察，確認安全后再快速通過。山區降雨普遍具有局部性特點，溝谷下游是晴天，溝谷上游不一定也是晴天，“一山分四季，十里不同天”就是群眾對山區氣候變化無常的生動描述，即使在雨季的晴天，同樣也要提防泥石流災害。

5、泥石流監測預警

監測流域的降雨過程和降雨量(或接收當地天氣預報信息)，根據經驗判斷降雨激發泥石流的可能性；監測溝岸滑坡活動情況和溝谷中鬆散土石堆積情況，分析滑坡堵河及引發潰決型泥石流的危險性，下遊河水突然斷流，可能是上游有滑坡堵河、潰決型泥石流即將發生的前兆；在泥石流形成區設置觀測點，發現上游形成泥石流后，及時向下游發出預警信號。對城鎮、村莊、廠礦上游的水庫和尾礦庫經常進行巡查，發現壩體不穩時，要及時採取避災措施，防止壩體潰決引發泥石流災害。