地质灾害机理及治理设计实例

塌。泥石流爆发雨强小于2～4mm/10min。除岩性因素外，滑坡、崩塌严 重的沟谷多发生粘性泥石流，规模大；反之，多发生稀性泥石流，规模 小。多位于强烈抬升区；岩层破碎，风化强烈，山体稳定性差，滑坡、 崩塌发育、植被差。沟床和扇形地上泥石流堆积新鲜，无植被或仅有稀 疏草丛。粘性泥石流沟中、下游沟床坡度大于4%。
形态调查断面应选择在沟道顺直、断面变化不大、 无堵塞、无汇流、无回流、泥痕比较清晰的河段。最好 调查两处以上的泥痕，根据泥位在纵断面上的连续性来 判断调查泥位的可靠性，并据此计算泥石流的平均泥深、 过流断面面积和水力坡度。再根据前述的方法计算泥石 流的流速，最后按式（10-7）计算泥石流的流量。
泥石流径流量
Vs = Cv Vc = Vc（rc-rw）/（rs-rw）
式中：Vs——通过计算断面固体物质实体总量（m3）； Vc——泥石流径流量（m3）； rc——泥石流容重（t/m3）； rw——水容重（t/m3）； rs——泥沙比重（t/m3）。
泥石流防治工程方案设计
基本思想：
按照泥石流活动的自然规律调整人类的 行为，根据泥石流发生、发展、成灾的规 律，采取必要的工程手段，最大限度地减 轻泥石流灾害。
泥石流灾害防治工程设计的基本原则
➢ 实事求是 ➢ 以防为主，防治结合 ➢ 因害设防，突出重点 ➢ 因地制宜
泥石流防治的方案：
➢ 综合防治方案 ➢ 以拦挡为主 的方案 ➢ 以排为主的防治方案 ➢ 以生物工程为主的方案
综合防治方案：
▪以小流域为单元， 全面规划，综合治理 ▪ 工程措施、生物措施、预警报、管理措 施等结合使用 ▪ 多种防治建筑物联合使用 ▪ 灾害治理与发展经济相结合
低频率泥石流沟谷Ⅱ 泥石流爆发周期一般在10年以上。固体物质主要来于沟床，泥石流
发生时“揭床”现象明显。暴雨时坡面产生的浅层滑坡往往是激发泥石 流形成的重要因素。泥石流爆发雨强，一般大于4mm/10min。泥石流规 模一般较大，性质有粘有稀。分布于各地构造区的山地。山体稳定性相 对较好，无大型活动性滑坡、崩塌。中、下游沟谷往往切于老台地和扇 形地内，沟床和扇形地上巨砾遍布。植被较好，常常是“山青水秀”， 沟床内灌木丛密布，扇形地多已辟为农田。粘性泥石流沟中、下游沟床 坡度小于4%。
我国防洪标准采用。
城市等别
防洪标准（重现期：年）
河（江）洪、 海潮
山洪
泥石流
特别重要城市
≥ 200
100～50
>100
重要城市
200～100
50～20
100～50
中等城市
100～50
20～10
50～20
小城市
50～20
10～5
20
泥石流防治工程设计标准
设计标准 校核标准
重要
P=2% P=1%
一般
P=5% P=2%
泥石流的设计参数与计算
➢ 泥石流流速
➢ 泥石流流量 ➢ 泥石流径流量 ➢ 泥石流输沙量 ➢ 泥石流密度 ➢ 泥石流冲击力
泥石流流速计算
一般将泥石流分为稀性泥 石流和粘性泥石流，采用不 同的公式计算。
泥石流流量计算
•形态调查法 • 配方法
根据泥石流历时和最大洪峰流量，按照泥石流暴涨 暴落的特点，将其过程概化为三角形，通过计算断面的一 次泥石流径流量按下式计算:
Vc=19 T Qc / 72 式中：Vc——泥石流径流量（m3）；
Qc——设计泥石流峰值流量（m3/s）； T——泥石流历时（s）。
泥石流输送固体物质量计算
一次泥石流冲出固体物质总量按照下式计算：
泥石流灾害：
由泥石流造成的灾害，包括人员伤亡、财 产损失、生态环境和资源破坏，称为泥石流 灾害。
泥石流的定义：
泥石流是松散土体和水的混合体 在重力作用下沿坡面流动的现象。
泥石流的形成条件：
地形条件 固体物质 条件 水源条件
陡峻的地形 丰富的松散固体物质 充沛的水源
泥石流工程分类：
高频率泥石流沟谷Ⅰ 基本上每年均有泥石流发生。固体物质主要来源于沟谷的滑坡、崩
形态调查法
根据野外调查 泥石流的痕迹， 测量泥位高和过 流断面面积，计 算平均流速和流 量，再根据其发 生时间确定经验 频率。
配方法 （清水配方法）
山洪流量计算
根据《中小流域暴雨洪水计算手册》提供的暴雨资料， 计算设计暴雨并推求山洪设计洪峰流量。
Q=0.278ψ(s/τn)F
Q — 设计洪峰流量（m3/s）； ψ— 洪峰径流系数； τ— 汇流时间（h）； n — 暴雨衰减指数； s — 暴雨雨力（mm/h）； F — 流域面积（km2）。
受取样容器的限制，该方法获取的样品仅为泥石流体中颗粒较 细的部分。由于XX山区泥石流沟暴发频率低，能现场取样的机 会极少，泥石流容重很少采用实测的方法确定。
根据野外调查资料确定容重
泥石流流量形态调查法采用下式进行计算，
Qc= Ac· Vc
式中，Qc 为泥石流流量（m3/s）；Ac 为调查断面 的泥石流过流面积（m2）；Vc为泥石流流速（m/s）。
地质灾害机理及治理设计 （图文并茂 原创）
内容
• 泥石流的定义与工程分类 • 泥石流防治工程设计标准 • 泥石流的设计参数计算 • 泥石流防治方案 • 泥石流防治措施 • 泥石流防治工程设计 • 泥石流防治工程实例
泥石流的定义与工程分类
泥石流：
泥石流是一种自然现象，它是地壳隆起后 再夷平过程必然出现的重力侵蚀现象。因此， 泥石流的发生是必然的，可以说它是山地环 境的一部分。
单位泥石流体积所具有的重量称为泥石流体的容重，泥石流 容重可以采用实测法，或根据野外调查情况，查有关资料来确 定。
根据泥石流体取样容重的测定 在泥石流暴发时采集泥石流样品，将所取得的样品称重，量其 体积，
c = Wc/Vc 式中：c为泥石流容重（t/m3）；Wc为泥石流的重量（t）；Vc
为泥石流的体积（m3）。 一般每个样品体积不应小于0.005m3,或重量不少于10kg。
泥石流设计流量 假定泥石流与暴雨洪水同频率发生，采用配方法将暴雨
洪水流量全部换算为泥石流流量，计算公式如下：
Qc=Q（1+φ）D
（2）
式中：Qc——设计泥石流峰值流量（m3/s）； φ——泥石流修正系数，φ=（rc-rw）/（rs-rc）； rc——泥石流容重（t/m3）； rw——水容重（t/m3）； rs——泥沙比重（t/m3）； D——泥石流堵塞系数。