第二節(jié)　泥石流特征及其分類

一、泥石流特征

從運(yùn)動(dòng)角度來看，泥石流是水、泥沙和石塊組成的特殊流體，屬于一種塊體滑動(dòng)與攜沙水流運(yùn)動(dòng)之間的顆粒剪切流。因此，泥石流具有特殊的流態(tài)、流速、流量及運(yùn)動(dòng)特征。

1．流態(tài)特征

泥石流是固相、液相混合流體，隨著物質(zhì)組成及稠度的不同，其流態(tài)也發(fā)生變化。細(xì)顆粒物質(zhì)少的稀性泥石流，其流體容重低、黏度小、浮托力弱，呈多相不等速紊流運(yùn)動(dòng)的石塊流速比泥砂和漿體流速小，石塊呈翻滾、躍移狀運(yùn)動(dòng)。這種泥石流的流向不固定，容易改道漫流，有股流、散流和潛流現(xiàn)象。

含細(xì)顆粒多的黏性泥石流，其流體容重高、黏度大、浮托力強(qiáng)，具有等速整體運(yùn)動(dòng)及陣性流動(dòng)的特點(diǎn)。各種大小的顆粒無垂直交換分選現(xiàn)象。石塊呈懸浮狀態(tài)或滾動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)。泥石流流路集中，不易分散，停積時(shí)堆積物無分選性，并保持流動(dòng)時(shí)的整體結(jié)構(gòu)特征。

2．流速、流量特征

泥石流流速不僅受地形控制，還受流體內(nèi)外阻力的影響。由于泥石流攜帶較多的固體物質(zhì)，自身消耗動(dòng)能大，故其流速小于洪水流速。稀性泥石流流經(jīng)的溝槽一般粗糙度比較大，故流速偏小。黏性泥石流含黏土顆粒多，顆粒間黏聚力大，整體性強(qiáng)，慣性作用大，故與稀性泥石流相比，其流速相對(duì)較大。

泥石流流量過程線與降水過程線相對(duì)應(yīng)，常呈多峰型。暴雨強(qiáng)度大、降雨時(shí)間長(zhǎng)，則泥石流流量大；若泥石流溝槽彎曲，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，則泥石流陣流間歇時(shí)間長(zhǎng)、物質(zhì)積累多、崩潰后積累的陣流流量大。

泥石流流量沿流程是有變化的，在形成區(qū)流量逐步增大，流通區(qū)較穩(wěn)定，堆積區(qū)的流量則沿程逐漸減少。

3．泥石流的直進(jìn)性和爬高性

與洪水相比，泥石流具有強(qiáng)烈的直進(jìn)性和沖擊力。泥石流黏稠度越大，運(yùn)動(dòng)慣性也越大，直進(jìn)性就越強(qiáng)；顆粒越粗大，沖擊力就越強(qiáng)。因此，泥石流在急轉(zhuǎn)彎的溝岸或遇到阻礙物時(shí)，常出現(xiàn)沖擊爬高現(xiàn)象。在彎道處泥石流經(jīng)常越過溝岸，摧毀障礙物，有時(shí)甚至截彎取直。

4．泥石流漫流改道

泥石流沖出溝口后，由于地形突然開闊，坡度變緩，因而其流速減小，攜帶物質(zhì)逐漸堆積下來。但由于泥石流運(yùn)動(dòng)具有直進(jìn)性的特點(diǎn)，首先形成正對(duì)溝口的堆積扇，從軸部逐漸向兩翼漫流堆積；待兩翼淤高后，主流又回到軸部，如此反復(fù)，形成支岔密布的泥石流堆積扇。

5．泥石流的周期性

在同一個(gè)地區(qū)，由于暴雨的季節(jié)性變化以及地震活動(dòng)等因素的周期性變化，泥石流的發(fā)生、發(fā)展也呈現(xiàn)出周期性變化的規(guī)律。

泥石流的運(yùn)動(dòng)模式主要取決于其物質(zhì)組成。黏粒的性質(zhì)與含量決定著泥漿的結(jié)構(gòu)、濃度、強(qiáng)度、黏性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。吳積善等（1993）按黏粒含量變化，將泥石流運(yùn)動(dòng)模式劃分為塑性蠕動(dòng)流、黏性陣流、陣性連續(xù)流和稀性連續(xù)流，它們的運(yùn)動(dòng)機(jī)理各不相同。

二、泥石流分類

泥石流的分類方法很多，其分類依據(jù)主要是泥石流的形成環(huán)境、流域特征和流體性質(zhì)等，各種分類都從不同的側(cè)面反映了泥石流的某些特征。盡管分類原則、指標(biāo)和命名等各不相同，但每一種分類方案均具有一定的科學(xué)性和實(shí)用性。以下是幾種主要的分類方案。

（一）根據(jù)環(huán)境對(duì)泥石流的分類

泥石流具有地帶性分布規(guī)律，環(huán)境條件對(duì)泥石流的發(fā)生、發(fā)展有著重大影響。泥石流的環(huán)境特征在一定程度上決定或影響著泥石流的組構(gòu)、性質(zhì)、規(guī)模、頻率和危害程度等。

從全球范圍看，可將泥石流分為陸地泥石流和水下泥石流兩大類。按形成條件，陸地泥石流又有地帶性泥石流和非地帶性泥石流之分。由地帶性因素形成雨水泥石流和融水泥石流；非地帶性因素形成地震泥石流、火山泥石流、崩塌泥石流、滑坡泥石流、潰決泥石流和人為泥石流等，非地帶性泥石流主要分布于地殼強(qiáng)烈隆起的山區(qū)或人類活動(dòng)較強(qiáng)烈的地區(qū)。

（二）按泥石流成因分類

人們往往根據(jù)起主導(dǎo)作用的泥石流形成條件來命名泥石流的成因類型。在我國(guó)，科學(xué)工作者將泥石流劃分為冰川型泥石流、降雨型泥石流和共生型泥石流。

（1）冰川型泥石流。指分布在高山冰川積雪盤踞的山區(qū)，其形成、發(fā)展與冰川發(fā)育過程密切相關(guān)的一類泥石流。它們是在冰川的前進(jìn)與后退、冰雪的積累與消融，以及與此相伴生的冰崩、雪崩、冰磧湖潰決等動(dòng)力作用下所產(chǎn)生的，又可分為冰雪消融型、冰雪消融及降雨混合型、冰崩-雪崩型及冰湖潰決型等亞類。

（2）降雨型泥石流。指在非冰川地區(qū)，以降雨為水體來源，以不同的松散堆積物為固體物質(zhì)補(bǔ)給來源的一類泥石流。根據(jù)降雨方式的不同，降雨型泥石流又分為暴雨型、臺(tái)風(fēng)雨型和降雨型三個(gè)亞類。

（3）共生型泥石流。它是一種特殊的成因類型。根據(jù)共生作用的方式，它包括滑坡型泥石流、山崩型泥石流、湖岸潰決型泥石流、地震型泥石流和火山型泥石流等亞類。由于人類不合理的經(jīng)濟(jì)、工程活動(dòng)而形成的泥石流，稱為人類泥石流，也是一種特殊的共生型泥石流。

（三）按泥石流體的物質(zhì)組成分類

（1）泥石流。它是由漿體和石塊共同組成的特殊流體，其固體成分從粒徑小于0．005mm的黏土粉砂到粒徑為幾米至二十幾米的大漂礫不等。它的級(jí)配范圍之大是其他類型的攜沙水流所無法比擬的。這類泥石流在我國(guó)山區(qū)的分布范圍比較廣泛，對(duì)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)危害十分嚴(yán)重。

（2）泥流。指發(fā)育在我國(guó)黃土高原地區(qū)，以細(xì)粒泥石流為主要固體成分的泥質(zhì)流。泥流中黏粒含量大于石質(zhì)山區(qū)的泥石流，黏粒質(zhì)量比可達(dá)15%以上。泥流含少量碎石、巖屑，黏度大，呈稠泥狀，結(jié)構(gòu)比泥石流更為明顯。我國(guó)黃河中游地區(qū)干流和支流中的泥沙，大多來自這些泥流溝。

（3）水石流。指發(fā)育在大理巖、白云巖、石灰?guī)r、礫巖或部分花崗巖山區(qū)，由水和粗砂、礫石、大漂礫組成的特殊流體，其黏粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性質(zhì)和其形成，類似于山洪。

（四）按泥石流流體性質(zhì)分類

（1）黏性泥石流。指呈層流狀態(tài)，固體和液體物質(zhì)做整體運(yùn)動(dòng)，無垂直交換的高容重（1．6～2．3t／m³）濃稠漿體。其承浮和托懸力大，能使密度大于漿體的巨大石塊或漂礫呈懸移狀（在特殊情況下，人體也可被托浮懸移，1939年7月四川漢源流沙河泥石流曾將一位老人浮運(yùn)1．3km），有時(shí)滾動(dòng)，流體陣性明顯，有堵塞、斷流和浪頭現(xiàn)象；流體直進(jìn)性強(qiáng)、轉(zhuǎn)向性弱、遇彎道爬高明顯、沿程滲漏不明顯。沉積后呈舌狀堆積，剖面中一次沉積物的層次不明顯，但各層之間層次分明；沉積物分選性差，滲水性弱，洪水后不易干涸。

（2）稀性泥石流。指呈紊流狀態(tài)，固液兩相做不等速運(yùn)動(dòng)，有垂直交換，石塊在其中作翻滾或躍移前進(jìn)的低容量（1．2～1．8t／m³）泥漿體。漿體混濁，陣性不明顯，與含沙水流性質(zhì)近似，有股流及散流現(xiàn)象。水與漿體沿程易滲漏、散失。沉積后呈壟崗狀或扇狀，洪水后即可干涸通行，沉積物呈松散狀，有分選性。

以上是我國(guó)常見的幾種泥石流分類方案，除此之外，還有另外幾種按水源類型劃分為降雨型、冰川型、潰壩型泥石流；按地形形態(tài)劃分為溝谷型、坡面型泥石流；按泥石流溝的發(fā)育階段劃分為發(fā)展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流；按泥石流的固體物質(zhì)來源劃分為滑坡泥石流、崩塌泥石流、溝床侵蝕泥石流、坡面侵蝕泥石流等。