泥石流特征及其分类

第二节　泥石流特征及其分类

一、泥石流特征

从运动角度来看，泥石流是水、泥沙和石块组成的特殊流体，属于一种块体滑动与携沙水流运动之间的颗粒剪切流。因此，泥石流具有特殊的流态、流速、流量及运动特征。

1．流态特征

泥石流是固相、液相混合流体，随着物质组成及稠度的不同，其流态也发生变化。细颗粒物质少的稀性泥石流，其流体容重低、黏度小、浮托力弱，呈多相不等速紊流运动的石块流速比泥砂和浆体流速小，石块呈翻滚、跃移状运动。这种泥石流的流向不固定，容易改道漫流，有股流、散流和潜流现象。

含细颗粒多的黏性泥石流，其流体容重高、黏度大、浮托力强，具有等速整体运动及阵性流动的特点。各种大小的颗粒无垂直交换分选现象。石块呈悬浮状态或滚动状态运动。泥石流流路集中，不易分散，停积时堆积物无分选性，并保持流动时的整体结构特征。

2．流速、流量特征

泥石流流速不仅受地形控制，还受流体内外阻力的影响。由于泥石流携带较多的固体物质，自身消耗动能大，故其流速小于洪水流速。稀性泥石流流经的沟槽一般粗糙度比较大，故流速偏小。黏性泥石流含黏土颗粒多，颗粒间黏聚力大，整体性强，惯性作用大，故与稀性泥石流相比，其流速相对较大。

泥石流流量过程线与降水过程线相对应，常呈多峰型。暴雨强度大、降雨时间长，则泥石流流量大；若泥石流沟槽弯曲，易发生堵塞现象，则泥石流阵流间歇时间长、物质积累多、崩溃后积累的阵流流量大。

泥石流流量沿流程是有变化的，在形成区流量逐步增大，流通区较稳定，堆积区的流量则沿程逐渐减少。

3．泥石流的直进性和爬高性

与洪水相比，泥石流具有强烈的直进性和冲击力。泥石流黏稠度越大，运动惯性也越大，直进性就越强；颗粒越粗大，冲击力就越强。因此，泥石流在急转弯的沟岸或遇到阻碍物时，常出现冲击爬高现象。在弯道处泥石流经常越过沟岸，摧毁障碍物，有时甚至截弯取直。

4．泥石流漫流改道

泥石流冲出沟口后，由于地形突然开阔，坡度变缓，因而其流速减小，携带物质逐渐堆积下来。但由于泥石流运动具有直进性的特点，首先形成正对沟口的堆积扇，从轴部逐渐向两翼漫流堆积；待两翼淤高后，主流又回到轴部，如此反复，形成支岔密布的泥石流堆积扇。

5．泥石流的周期性

在同一个地区，由于暴雨的季节性变化以及地震活动等因素的周期性变化，泥石流的发生、发展也呈现出周期性变化的规律。

泥石流的运动模式主要取决于其物质组成。黏粒的性质与含量决定着泥浆的结构、浓度、强度、黏性和运动状态。吴积善等（1993）按黏粒含量变化，将泥石流运动模式划分为塑性蠕动流、黏性阵流、阵性连续流和稀性连续流，它们的运动机理各不相同。

二、泥石流分类

泥石流的分类方法很多，其分类依据主要是泥石流的形成环境、流域特征和流体性质等，各种分类都从不同的侧面反映了泥石流的某些特征。尽管分类原则、指标和命名等各不相同，但每一种分类方案均具有一定的科学性和实用性。以下是几种主要的分类方案。

（一）根据环境对泥石流的分类

泥石流具有地带性分布规律，环境条件对泥石流的发生、发展有着重大影响。泥石流的环境特征在一定程度上决定或影响着泥石流的组构、性质、规模、频率和危害程度等。

从全球范围看，可将泥石流分为陆地泥石流和水下泥石流两大类。按形成条件，陆地泥石流又有地带性泥石流和非地带性泥石流之分。由地带性因素形成雨水泥石流和融水泥石流；非地带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、溃决泥石流和人为泥石流等，非地带性泥石流主要分布于地壳强烈隆起的山区或人类活动较强烈的地区。

（二）按泥石流成因分类

人们往往根据起主导作用的泥石流形成条件来命名泥石流的成因类型。在我国，科学工作者将泥石流划分为冰川型泥石流、降雨型泥石流和共生型泥石流。

（1）冰川型泥石流。指分布在高山冰川积雪盘踞的山区，其形成、发展与冰川发育过程密切相关的一类泥石流。它们是在冰川的前进与后退、冰雪的积累与消融，以及与此相伴生的冰崩、雪崩、冰碛湖溃决等动力作用下所产生的，又可分为冰雪消融型、冰雪消融及降雨混合型、冰崩-雪崩型及冰湖溃决型等亚类。

（2）降雨型泥石流。指在非冰川地区，以降雨为水体来源，以不同的松散堆积物为固体物质补给来源的一类泥石流。根据降雨方式的不同，降雨型泥石流又分为暴雨型、台风雨型和降雨型三个亚类。

（3）共生型泥石流。它是一种特殊的成因类型。根据共生作用的方式，它包括滑坡型泥石流、山崩型泥石流、湖岸溃决型泥石流、地震型泥石流和火山型泥石流等亚类。由于人类不合理的经济、工程活动而形成的泥石流，称为人类泥石流，也是一种特殊的共生型泥石流。

（三）按泥石流体的物质组成分类

（1）泥石流。它是由浆体和石块共同组成的特殊流体，其固体成分从粒径小于0．005mm的黏土粉砂到粒径为几米至二十几米的大漂砾不等。它的级配范围之大是其他类型的携沙水流所无法比拟的。这类泥石流在我国山区的分布范围比较广泛，对山区的经济建设和国防建设危害十分严重。

（2）泥流。指发育在我国黄土高原地区，以细粒泥石流为主要固体成分的泥质流。泥流中黏粒含量大于石质山区的泥石流，黏粒质量比可达15%以上。泥流含少量碎石、岩屑，黏度大，呈稠泥状，结构比泥石流更为明显。我国黄河中游地区干流和支流中的泥沙，大多来自这些泥流沟。

（3）水石流。指发育在大理岩、白云岩、石灰岩、砾岩或部分花岗岩山区，由水和粗砂、砾石、大漂砾组成的特殊流体，其黏粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性质和其形成，类似于山洪。

（四）按泥石流流体性质分类

（1）黏性泥石流。指呈层流状态，固体和液体物质做整体运动，无垂直交换的高容重（1．6～2．3t／m³）浓稠浆体。其承浮和托悬力大，能使密度大于浆体的巨大石块或漂砾呈悬移状（在特殊情况下，人体也可被托浮悬移，1939年7月四川汉源流沙河泥石流曾将一位老人浮运1．3km），有时滚动，流体阵性明显，有堵塞、断流和浪头现象；流体直进性强、转向性弱、遇弯道爬高明显、沿程渗漏不明显。沉积后呈舌状堆积，剖面中一次沉积物的层次不明显，但各层之间层次分明；沉积物分选性差，渗水性弱，洪水后不易干涸。

（2）稀性泥石流。指呈紊流状态，固液两相做不等速运动，有垂直交换，石块在其中作翻滚或跃移前进的低容量（1．2～1．8t／m³）泥浆体。浆体混浊，阵性不明显，与含沙水流性质近似，有股流及散流现象。水与浆体沿程易渗漏、散失。沉积后呈垄岗状或扇状，洪水后即可干涸通行，沉积物呈松散状，有分选性。

以上是我国常见的几种泥石流分类方案，除此之外，还有另外几种按水源类型划分为降雨型、冰川型、溃坝型泥石流；按地形形态划分为沟谷型、坡面型泥石流；按泥石流沟的发育阶段划分为发展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流；按泥石流的固体物质来源划分为滑坡泥石流、崩塌泥石流、沟床侵蚀泥石流、坡面侵蚀泥石流等。