1、求一篇有关于泥石流治理工程设计的论文
管理学原理论文：浅谈泥石流灾害治理工程所采取的措施
摘 要: 对治理泥石流地质灾害所采取的措施进行了探讨，并以河南省镇平县二龙乡赵河泥石流地质灾害为例提出了治理建议。
关键词: 地质灾害；泥石流固体物质源；泥石流；防护堤；泥石流流体特征
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。
据调查,全国29个省、市分布有泥石流沟约8500多条，为了消除危险减少损失,国家采取了行之有效的防治治理措施。
泥石流是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流。
泥石流识别:中游沟身长不对称，参差不齐；沟槽中构成跌水；形成多级阶地等。
1泥石流灾害的治理
泥石流灾害的治理是在泥石流的形成、流通、堆积区内，采取相应的治理工程（如蓄水、引水工程，拦挡、支护工程，排导、引渡工程等），以控制泥石流的发生和危害。泥石流的治理工程通常适用于泥石流规模大，暴发不很频繁、松散固体物质补给及水动力条件相对集中，保护对象重要，要求 防治标准高、见效快、一次性解决问题的情况。在实施泥石流防治的工程措施的同时，还应与生物措施和其他措施（如行政法令措施等）相结合，这样才能保证其防治效益的有效发挥。
治理工程主要有治水、治土和排导等为主的方案。
1.1治水为主的方案
利用蓄水、引水和截水等工程控制地表洪水径流，削减水动力条件，使水土分离，稳定山坡。辅之少量拦挡、排导工程稳定部分土体，适用于水力类泥石流沟的治理。
1.2治土为主的方案
利用拦挡、支护工程，拦蓄泥石流固体物质，稳定沟岸崩塌及滑坡；同时辅以排导、截水工程等。适用于土力类崩塌滑坡型泥石流沟的治理。
1.3排导为主的方案
利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的 危害。
1.4综合治理方案
在具体实施泥石流的防治时，宜采取坡面、沟道兼顾，上下游统筹的综合治理方案。一般在沟谷上游以治水为主，中游以治土为主，下游以排导为主。通过上游的稳坡截水和中游拦挡护坡等，减少了泥石流固体物质，控制了泥石流规模，改变了泥石流体的性质，有利于下游的排导效果，从而控制泥石流的危害。
1.5生物措施
泥石流治理的生物措施主要指保护、恢复森林植被和科学利用土地资源，减少水土流失，恢复流域内生态环境，改善地表汇流条件，进而抑制泥石流活动。大多数泥石流沟生态环境极度恶化，单纯采用生物措施难以见效，必须采取生物措施与工程措施相结合，方能取得较好的治理效果。
（1）对泥石流沟实行严格的封禁,禁止在流域内开荒种地、放牧、采石、采矿等一切有可能引起水土流失和山体失稳的各种人类活动。
（2）因地制宜，植树种草，迅速恢复植被。如在流域上游营造水源涵养林，中游营造水土保持林,下游营造各种防护林。
（3）调整农业生产结构，增加农民收入，解决农村能 源问题。如陡坡退耕还林，坡改梯，不稳定的山体上水田改为旱地，大力发展经济林和薪炭林。
2赵河泥石流防治措施
泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通、堆积区内，相应采取拦挡、排导、生物工程等，以控制泥石流的发生和危害。
2.1工程措施
2.1.1拦挡工程
根据赵河泥石流的现状，建议修建两处拦渣坝，坝基和左右坝肩均锚入新鲜基岩中，坝内侧堆放大石块，以提高大坝的稳定性和抗冲击能力。该坝的设计要考虑控制形成泥石流的固体物质和洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，减少泥石流对下游的危害。两坝体剖面呈上窄下宽的梯形，坝体底部分别设置排水涵洞和泄水孔。流量小时从涵洞排水，洪水季节洪水从涵洞和坝顶以漫流的形式通过。坝的设计要考虑拦截部分泥石流携带的物质,同时在一定程度上调节河道纵比以削减泥石流流量。
2.1.2排导工程
建议在水泉湾和二龙布置两处导流大堤，对河道进行加高和加固，使泥石流能够安全通过，输入到下游河道中。
二龙导流堤:设计护堤高3.5 m，顶宽0.8 m。护堤断面呈 上窄下宽的梯形,墙体设置排水孔,外倾3.5%。
水泉湾导流堤:护堤断面呈上窄下宽的梯形，墙体设置排水孔，外倾3.5%。排水孔呈圆形，直径100 mm。
2.1.3回填工程
回填工程主要是针对护堤内侧进行的,为了保证防护堤的稳定性和堤内居民正常生产生活,同时保护堤后土地的使用安全。回填区主要包括二龙防护堤和水泉湾防护堤两区。
2.2生物措施
在水泉湾和二龙防护堤外侧培植防护林,选用适合当地的梯形，坝体底部分别设置排水涵洞和泄水孔。流量小时从涵洞排水，洪水季节洪水从涵洞和坝顶以漫流的形式通过。坝的设计要考虑拦截部分泥石流携带的物质,同时在一定程度上调节河道纵比以削减泥石流流量。
生物措施要考虑能够减弱流水面蚀作用和水土流失的强度，减少泥石流的固体物质来源，减缓泥石流涌浪冲击危害，同时优化该区域的生态环境。
2、设计阶段泥石流勘查
1.一般规定
设计阶段的泥石流勘查是对选定的防治工程进行的工程地质勘查。
设计阶段的泥石流勘查应充分利用可行性论证阶段的勘查成果，结合防治工程方案，有针对性地进行定点勘查或补充勘查，提供工程设计所需的泥石流特征参数和岩土物理力学参数。
对高坝(格栅坝10～15m，拦沙坝15～30m)，勘查范围以坝轴线为中线，上下游各100m;低坝(格栅坝＜10m，拦沙坝＜15m)及丁坝，勘查至上游50～100m，下游20～50m。对堤、渠、槽等线性排导工程，勘查范围为轴线两侧最高洪水位以上5～10m。
2.工程地质测绘
根据选定的防治工程方案，开展工程部署区大比例尺测绘。
拦挡工程及堤、渠、槽等线性排导工程测绘应沿轴线进行。拦挡工程的测绘比例尺为1∶100～1∶200，排导工程的比例尺为1∶500～1∶1000。为满足库容计算的需要，拦挡工程尚须测制淤积区1∶1000的地形图。
测绘内容主要是防治工程区域及其外围的地形地貌、岩性结构、松散堆积层成因类型、厚度及斜坡稳定性等。同时结合钻探、物探和坑探成果，沿工程轴线实测并绘制大比例尺工程地质剖面。对于较长的排导工程，尚须提供不同地段的横剖面图。
停淤场的测绘以面上控制为主，内容主要包括地形起伏、岩土体类型及分布状况、停淤场面积及最大可能停淤量、地表水发育及地下水出露等。此外，应结合勘探资料，实测纵横剖面。测绘比例尺以1∶200～1∶500为宜。
3.勘探试验
1)勘探点线布置:勘探线沿防治工程主轴线布置，孔距20～30m，每条勘探线的钻孔、探坑数一般不低于2个。
2)钻探:钻孔深度，当松散堆积层深厚不必揭穿其厚度时，孔深应是设计建筑物最大高度的0.5～1.5倍;基岩埋藏浅时，孔深应进入基岩弱风化层5～10m。
地质条件复杂时可加密钻孔或沿勘探线布置物探剖面对地质情况进行辅助判断。
加强钻孔岩心编录，查清工程布置区地层岩性、地质构造、岩土体结构类型、松散堆积层厚度及基岩埋深与起伏情况。
3)试验:采取岩土试样，测定物理、力学性质指标。施工钻孔应进行注、抽水试验，提供相关水文地质参数，布设水位动态观测孔，并延续至工程竣工以后。
4.监测
对高频泥石流，可在勘查期内的汛期时段提出和实施泥石流活动的监测方案。
对可行性论证阶段布设的监测站点的监测内容，宜结合工程布设。
结合治理工程宜提出工程防治效果的监测方案。
当地下水影响泥石流形成和防治工程效果时，开展地下水的监测工作。
5.勘查报告
报告正文应包括:序言，泥石流流域工程地质和水文地质条件，泥石流活动特征、危害程度及发展趋势，泥石流治理工程区工程地质和水文地质条件，治理工程基础及边坡的稳定性，泥石流特征值的确定及确定方法等。同时提供岩土体物理力学测试、原位测试、设计参数和各种监测资料及附件。
结合泥石流治理工程，以纸质和电子文档形式提交供设计使用的工程地质图册，包括各治理单元的平面图、立面图、剖面图、钻孔柱状图及坑槽探展示图等。
3、避防泥石流的工程措施主要有哪些？
1．跨越工程一是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。这是铁道和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。
2．穿过工程——指修隧道、明硐或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。
3．防护工程——指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有：护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。
4．排导工程——其作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程，包括导流堤、急流槽、束流堤等。
5．栏挡工程——用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有：栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。对于防治泥石流，常采用多种措施相结合，比用单一措施更为有效。
4、泥石流勘查的基本规定
1.工程地质测绘
1)遥感解译:从卫片和航片解译泥石流区域性宏观分布、地貌和地质条件;有条件时可用不同时相的影像图解译、对比泥石流发展状态，编制遥感图像解译图，航片比例尺宜为1∶～1∶34000。
2)填图要求:所划分的填图单元在图上标注的尺寸最小为2mm。对于小于2mm的重要单元，可采用扩大比例尺或符号的方法表示。在1∶500或1∶2000的地形图上可能修建拦挡工程和排导工程地段，其地质界线的地质点误差不应超过3mm，其他地段不应超过5mm。
3)地质地貌测绘:对全流域及沟口以下可能受泥石流影响的地段，调绘与泥石流形成和活动有关的地质地貌要素，编制相应的地貌图与地质图，填绘纵剖面图与横剖面图。流域平面填图比例尺宜为1∶10000或1∶50000，分区平面填图比例尺宜为1∶500～1∶5000;纵剖面图比例尺横向宜为1∶500～1∶2000，竖向宜为1∶100～1∶500;横剖面图比例尺横向宜为1∶200或1∶500。测绘方法以沿沟追索、实测和填绘剖面为主。
2.水文调查
1)暴雨洪水调查:泥石流小流域一般无实测洪水资料，可根据较长的实测暴雨资料推求某一频率的设计洪峰流量。对缺乏实测暴雨资料的流域，可采用理论公式和该地区的经验公式计算不同频率的洪峰流量。有关计算公式见水文计算手册。
2)溃决洪水调查:包括水库溃决洪水、冰湖溃决洪水和堵河(沟)溃决洪水。溃决洪水流量据溃决前水头、决口宽度、坝体长度、溃决类型(全溃决或局部溃决，一溃到底或不到底)采用理论公式计算或据经验公式估算，并结合实际进行校核。有关计算公式见溃坝水力学。
3.泥石流体勘查
1)泥痕测绘:选择代表性沟道，量测沟谷弯曲处泥石流爬高泥痕、狭窄处最高泥痕及较稳定沟道处泥痕。据泥痕高度及沟道断面计算过流断面面积，据上、下断面泥痕点计算泥位纵坡，作为计算泥石流流速、流量的基础数据。
2)泥石流流体试验:
·浆体重度测定:泥石流流体重度可根据泥石流样品采用称重法测定。泥石流体样品一般难以采到，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。
·粒度分析:对泥石流体样品中大于2mm的粗颗粒进行筛分，粒径小于2mm的细颗粒用比重计法或吸管法测定颗粒成分。对泥石流体中固体物质的颗粒成分，从堆积体中取样测定。取样数量应结合粒径来确定。
·黏度和静切力测定:必要时进行黏度和静切力测定，用泥石流浆体或人工配制的泥浆样品模拟泥石流浆体，其黏度可采用标准漏斗1006型黏度计或同轴圆心旋转式黏度计测定;其静切力可采用1007型静切力计量测。
3)泥石流动力学参数计算:
·流速:据调查所得泥石流流体水力半径、纵坡、沟床糙率及重度等参数计算;也可按泥石流的性质和所在地域，选择合适的地区性经验公式计算。
·流量:泥石流流量可采用形态调查法(据泥痕勘测所得的过流断面面积乘以流速)或雨洪法(按暴雨洪水流量乘以泥石流修正系数)确定。暴雨小径流的地区性经验公式较多，暴雨洪水流量应采用适用的经验公式计算。
·冲击力:泥石流冲击力是泥石流防治工程设计的重要参数，分为流体整体冲压力和个别石块的冲击力两种。具体计算方法参照本节“六、泥石流特征值的确定”部分内容，除此之外还可采用其他公式加以印证。
·弯道超高与冲高:参照泥石流特征值的确定。
4)堆积物试验:通过调查、实验，按《土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)确定泥石流堆积物的固体颗粒比重、土体重度、颗粒级配、天然含水量、界限含水量、天然孔隙比、压缩系数、抗剪强度和抗压强度等参数，供治理工程比选和设计使用。
5)泥石流的形成区、流通区和堆积区测绘:①工程治理区实测剖面至少应按一纵三横控制;②重点区应有1～3个探槽或探坑(井)控制;③各区测绘内容参见表56所列诸影响因素。
4.勘探试验
(1)勘探
勘探工程主要布置在泥石流堆积区和采取防治工程的地段。勘探工程以钻探为主，辅以物探和坑探等轻型山地工程。受交通、环境条件的限制，在泥石流形成区一般不采用钻探工程;当存在可能成为固体物源的滑坡或潜在不稳定斜坡必须钻探时，勘探线及钻孔布置参照“滑坡勘查”有关规定执行。
(2)钻探
泥石流防治工程场址主勘探线钻孔，宜在工程地质测绘和地球物理成果的指导下布设，孔距应能控制沟槽起伏和基岩构造线，间距一般30～50m。30m宽的沟谷应有1个钻孔控制，30～50m宽的沟谷应有2个钻孔控制，宽50m以上的沟谷应以30～50m间距布孔。当松散堆积层深厚不必揭穿其厚度时，孔深应是设计建筑物最大高度的0.5～1.5倍;基岩埋藏浅时，孔深应进入基岩弱风化层5～10m。
钻孔的布置应尽可能采用一孔多用，互相结合，使得钻探工程在勘查中发挥最好的效益。
孔径的选择，在松散岩层中，考虑其泥石流物质组成的特点，孔径一般要求在Φ145mm以上;在基岩钻进中，钻孔孔径可适当缩小，但终孔孔径不得小于Φ91mm。
钻孔的记录和编录:①钻进中的班报表记录应真实、及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记;②钻探现场编录可采用肉眼鉴定、手触方法，对岩土描述除按规范外，可采用标准化、定量化的方法(孟塞尔色标、砂土粒样、点荷载仪、袖珍贯入仪)，应计算岩心采取率和岩石质量RQD值;③钻探成果要有钻孔柱状图、岩心编录及野外现场试验记录。
(3)物探
物探工作除作为钻探工程的补充和验证外，在施工条件差、难以布置或不必布置钻探工程的泥石流形成区，可布置1～2条物探剖面，对松散堆积层的岩性、厚度、分层、基岩面深度及起伏进行推断。物探的比例尺应大于地质测绘的比例尺，一般采用1∶25000，1∶10000，1∶50000，1∶2000或1∶100。井中测定可采用更大的比例尺。适宜使用的方法:浅层地震、电阻率法、地质雷达及声波探测。
物探勘测的范围:①在泥石流形成区，其测线一般不超过测区单面坡的坡长，深度在20～30m范围之内;②在泥石流堆积区，测线应能控制住泥石流的分布，深度上也能控制堆积的厚度;③在工程勘测中，物探测线顺勘探线布置，其范围应能达到其所需物探数据;④在孔中垂直测定范围能控制两孔之间和孔深范围。成果报告应按各种物探方法的要求进行编制，最终统一到一种解译。
(4)坑槽探
结合钻探和物探工程，在重点地段布置一定数量的探坑或探槽，揭露泥石流在形成区、流通区、堆积区不同部位的物质沉积规律和粒度级配变化，了解松散层岩性、结构、厚度和基岩岩性、结构、风化程度及节理裂隙发育状况;现场采集具有代表性的原状岩土样。
探槽的规格:长度以需要为准，深度不超过3m，底宽不小于0.6m，其两壁的坡度按土质和探槽的深浅合理放坡:①深1m的浅槽中，两壁坡度为90°;②深1～3m的槽中，密实土层为70°～80°，松散土层为60°～70°，在潮湿、松土层中不应大于55°。
掘进中的技术要求:①人工掘进，禁止使用掘空底部、使之自然塌落的方法;②禁止采用爆破法;③槽壁应保持平整，松石及时清除，严禁在悬石下作业，槽口两边0.5m以内不得有堆放的土石和工具;④槽内有两人以上工作时，要保持3m以上的安全距离;⑤在松散易坍塌的地层中掘进，两壁应及时支护;⑥凡影响人畜安全的探槽，在取得地质成果后，必须及时回填。
探坑、探井的技术要求:①在泥石流的形成区、流通区及堆积区需要进行现场试验的探坑(试坑)，其开口的规格，圆形直径一般为Φ500mm，方形为50cm×50cm，深度要求在剥去表层之后不小于0.5m;②泥石流勘查中，探井的规格尺寸:探井深一般不超过10m，开口为圆形的直径为0.8～1.0m，深5m～10m，断面尺寸长×宽为1.2m×0.8m或1.2m×1.0m，考虑到泥石流物质组成颗粒大小差异大，其开口可适当放大，也可采用梯级开挖;③探井掘进技术参数参看《地质勘查坑探规程》。
探槽、探井地质成果:①在开挖掘进时分别对不同单元体岩、土层的岩性、结构、颗粒级配等进行描述、编录，图文应尽量规格化;②探槽要有槽底、两壁的展示图，探井要有展示图，能直观地反映岩、土体的结构及展布，比例尺:1∶25，1∶50或1∶100;③为防治工程提供设计所需的其他资料。
(5)试验
对坝高超过10m以上实体拦挡工程宜进行抽水或注水试验，获取相关水文地质参数;在孔(坑)内采取岩样、土样和水样，进行分析测试，获取岩土体的物理力学性质参数;水样一般只做简分析，拟建的防治工程应增加侵蚀性CO2测定内容。
采集的岩石要能满足表5-11制样的要求，测试数据能够反映岩石的实际性状。
表5-11 室内测试岩样规格表
土样的样品数量及测试要求:①泥石流勘查中，泥石流堆积物的颗粒分级及容重是重要参数，根据泥石流堆积物常含有大颗粒的特点，现场测试采样一般要求500kg左右;②在坝址土体中，每层稳定土层中试样组数一般不少于6组，扰动土样的数量可适当减少;③原状土样的大小，钻孔取样尺寸为直径10cm，高20cm，在坑槽中采样，每组样品尺寸为15cm×15cm×15cm;④泥石流堆积物的颗粒分析，应将≥2cm以上的颗粒在野外筛分，＜2cm颗粒送实验室进行颗分。详见表512。
表5-12 室内测试土样规格
水试样的室内要求:泥石流灾害勘查中，对水样一般只要求作常规项目的分析:在防治工程中，由于大部分工程的基础置于地下水位之下，要求增加CO2的测定。一般简分析样品数量500～1000mL;全分析样品数量200～300mL;侵蚀性CO2样品数量250～300mL，加2～3g大理石粉。
5.对各类防治工程提供以下主要设计参数
1)各类拦挡坝:对各类拦挡坝提供主要设计参数是覆盖层和基岩的重度、预载力布置值、抗剪强度，基面摩擦系数，泥石流性质与类型、发生频次，泥石流体的重度和物质组成，泥石流体的速度、流量和设计暴雨洪水频率，泥石流回淤坡度和固体物质颗粒成分，沟床清水冲刷线。
2)其他工程:桩林着重于桩锚固段基岩的深度、风化程度、力学性质，排导槽、渡槽着重于泥石流运动的最小坡度、冲击力、弯道超高和冲高;导流堤、护岸堤和墩着重于基岩的埋藏深度和性质、泥石流冲击力和弯道超高、墙背摩擦角;停淤场着重于淤积总量、淤积总高度和分期淤积高度。
6.施工条件调查
结合可能采取的泥石流防治工程技术，调绘施工场地、工地临时建筑和施工道路的地形地貌，并进行地质灾害危险性评估，测图范围和精度视现场情况而定。
了解泥石流防治工程周围所需天然建筑材料的分布状况，对沙石料质量和储量进行评价。如天然骨料缺少或不符合工程质量要求，须对就近料场的人工料源进行初查。
了解泥石流防治工程周围的水源状况并采样分析，对防治工程生活用水的水质水量进行评价，提出供水方案建议。
7.监测
泥石流监测内容，分为泥石流形成条件(固体物质来源、气象水文条件等)监测、运动特征(流动动态要素、动力要素、输移冲淤等)监测和流体特征(物质组成及其物理化学性质等)监测。
1)勘查阶段:只要求进行简便的常规监测。
2)降雨观测:必要时，根据流域大小，在流域内设置1～3个控制性自记式雨量观测点，定时巡视观测。观测点的设置要避免风力影响和高大树木的遮掩。
3)泥位、流速观测:有条件时，可进行泥位和流速观测。
·泥位观测，观测站应尽可能设在两岸稳定、顺直的泥石流流通河床段。观测断面可设置2个或2个以上。用简便的断面索法观测泥位的涨落过程，精度要求到0.1m。条件许可时，泥位也可采用有线或无线传感器及探头遥测(如超声水位计、泥位检知网、泥位检知线等)。
·泥石流流速观测必须和泥位观测同时进行，数值记录要和泥位相对应。一般采用水面浮标测速法。
4)预警预报:出现泥石流临灾征兆时，应及时报告有关部门进行预警预报。泥石流警报，首先要确定预警预报参数临界值，如泥位观测报警的泥位临界值、地声报警的地声临界值、暴雨报警的雨强临界值。
·断面泥位观测法:当监测断面泥位达到警戒值时，立即发出预警信号;当监测断面泥位达到避难泥位时，则发出警报信号。
·传感法:将泥石流传感器、地震传感器、地声传感器、超声泥位计、泥位高度检知线等安装在沟谷适当地点(超声探头必须安装在流域中、下游的主河床内)，这样可以保证泥石流流量处在一个较稳定的范围内，减少泥石流规模报警的误差。当泥石流发生时，传感器接受信息，进行预警或报警。
5)监测资料整理分析:除对泥石流监测原始记录进行整理编目外，还应将监测数据进行重新编号，形成泥石流监测的正式项目。如条件具备，应建立成果数据库，把全部编目资料存入计算机，以供有关人员查阅。
5、泥石流灾害防治工程设计规范出版了吗
像没2015版
《民防空工程设计防火规范》GB 50098-98自19995月1起施行由建设部标准定额研究所组织计划版社版发行
6、泥石流治理人员疏散方案怎么设计
减轻或避防泥石流的工程措施主要有：
跨越工程。是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。这是铁道和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。
2.穿过工程。指修隧道、明硐或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。
3.防护工程。指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有：护坡、挡墙、顺坝和丁坝等
4.排导工程。其作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程，包括导流堤、急流槽、束流堤等。
5.拦挡工程。用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有：栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。
对于防治泥石流，常采用多种措施相结合，比用单一措施更为有效。
泥石流沟口通常是发生灾害的重要地段。在应急调查时，应该加强对沟口的调查。仔细了解沟口堆积区和两侧建筑物的分布位置，特别是新建在沟边的建筑物。
调查了解沟上游物源区和行洪区的变化情况。应注意采矿排渣、修路弃土、生活垃圾等的分布，在暴雨期间可能会形成新的泥石流物源。
民居建于泥石流沟边，特别是上游滑坡堵沟溃决时，非常危险。地质灾害高发区房屋的调查要按照“以人为本”的原则，针对地质灾害高发区点多面广的难题，集中力量对有灾害隐患的居民点或村庄的房屋和房前屋后开展调查。
7、老干沟泥石流治理设计
（一）目的与要求
1.目的
1）在教师带领和指导下，通过本次泥石流灾害治理工程设计的实训，加深对所学的泥石流灾害防治工程基本知识的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力；
2）掌握泥石流灾害治理工程设计的基本程序和设计方法，具备编制泥石流治理设计的基本技能。
2.要求
根据泥石流治理设计的方法、步骤和要求，按照老干沟泥石流治理工程平面布置图，完成泥石流综合治理方案中拦沙坝、排导槽、截流沟以及造林工程的设计编制工作任务，并对治理设计存在的问题进行分析。
实训时间为1周（5天）。
（二）设计标准和设计基本数据
1.设计标准
（1）荷载强度标准
1）暴雨强度按10年重现期计。
2）本工程可不考虑震害问题。
（2）泥石流防治工程服务年限
拦沙坝、排导槽工程服务年限按50年考虑。
（3）泥石流流体的特性
按黏性泥石流考虑，流体最大深度取4m，流体容重取2.2kg/m3，泥石流体的流速为20m/s，泥石流体的静剪切强度为1000kPa。泥石流体中大石块粒径为2m×1.5m×1m，质量为900kg，大石块与拦沙坝体的撞击历时0.5s，大石块的运动速度为18m/s。多年平均来沙量按100×104 m3/a计，泥石流中土体的体积浓度为60％，土体容重为2.4kg/m3。
2.设计基本数据
1）气温：多年平均气温为13℃，最高气温为31℃，最低气温为－9℃。
2）降雨：多年平均降雨量海拔2200m以上为830mm，海拔2200m以下为700mm；10年一遇降雨强度设计值取48.5mm/h。
3）与岩土体有关的计算参数：松散堆积物（土体）饱水重度为18.8kN/m3，内摩擦角为18.5°，粘聚力取17.0kPa。
4）其他计算参数：拦沙坝为重力坝，坝体材料选用浆砌块石，容重取2.4t/m3；坝底与地基土摩擦系数取0.4，坝内淤积物的主动土压力设计值取54.0kN/m。
（三）设计成果
1.设计成果
编写云南省昆明市东川区老干沟泥石流治理工程施工设计报告。
2.附图（可根据需要适当增减）
1）云南省昆明市东川区老干沟泥石流治理工程平面布置图。
2）云南省昆明市东川区老干沟泥石流治理拦沙坝断面图。
3）云南省昆明市东川区老干沟泥石流治理排导槽断面图。
4）云南省昆明市东川区老干沟泥石流治理截流沟断面图。
小 结
本章的学习重点是运用前面所学的地质灾害防治技术的相关知识，进行滑坡和泥石流防治工程设计。通过实践，能够运用具有不同特点的治理工程对上述两种地质灾害进行治理；同时，还应该总结实践经验，根据所学的相关知识，能进行其他地质灾害（如岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、矿山与地下工程、特殊土地基加固）治理工程设计。
复习思考题
1.地质灾害治理设计前应做哪些准备工作？
2.地质灾害防冶工程设计提纲主要包括哪些内容？
8、北京市达摩沟泥石流灾害防治方案设计与防治效益分析
于秀治1 韦京莲2
（1北京市国土资源局，北京，100006；2北京市地质研究所，北京，100011）
摘要 本文以北京市门头沟区达摩沟小流域泥石流灾害防治工程设计为例，首先阐述了该流域泥石流灾害基本情况，主要包括自然环境背景、历史上泥石流灾情、再次暴发泥石流的各种有利条件—陡坡地形、丰富固体碎屑物和高降雨环境。并对再次暴发泥石流造成的危害进行了评估。然后，综合分析该流域各种自然条件、泥石流流体性质与参数以及综合防治目标，设计制定了泥石流灾害的工程防治规划、生物防治规划和综合防治方案，进行了防治经费概算与投保估算，投保估算比为1∶8，比值较为合理。最后，对实施该治理设计方案的减灾效益、经济效益、生态效益和社会效益进行了综合分析。
关键词 泥石流灾害 防治工程 效益分析
1 达摩沟泥石流灾害概况
1.1 自然环境背景
达摩沟位于门头沟区清水河南岸，距北京市区约80km。流域面积16km2。呈上部较宽下部出口窄的葫芦形状（图1），地势南高北低。沟内有三个行政村，人口约1100人。分布有42座小煤窑。
图1 达摩沟流域图
该流域属中低山剥蚀地貌区，流域最大高差达1075.8m。次一级支沟流域的相对高差多在500～750m。各支沟平均纵比降较大，一般在160‰～230‰。
该流域处于燕山台褶带门头沟迭陷褶百花山—庙安岭向斜的北翼。出露地层仅为侏罗系（J）砂岩、粉砂岩和砾岩，第四系漂砾石、块石、砂。主、支沟现大部分受到人为改造，或辟为耕地或被开矿筑路的弃石及煤矸石等人工堆积物充填。
该小流域年平均降水量为528.8mm，汛期降水量占全年降水量的84.8%,7、8两个月的降水量可占到全年降水量的60%左右，有时可达70%以上。且降水十分集中的特点。平均每年一次暴雨，4～5年出现一次100～200mm的特大暴雨。
1.2 泥石流灾害与危害
达摩沟是一条古泥石流发育的沟谷。1950年8月4日晨6∶30～7∶30之间，该小流域的后港和王家港支沟暴发泥石流，致使38人死亡，80余间房被毁，大量耕地、果树被冲。该次泥石流是以沟源滑塌触发沟床物质活动而形成。经测定，泥石容重为1.97g/cm3。
1.2.1 具备泥石流发生的各项条件
首先，该流域具有充足的固体碎屑物。经调查估算，流域各主要支沟的沟坡动储量在2～8万m3，沟坡固体碎屑总量为671.71万m3。随着采煤业的发展，沟坡破坏速度加快，其大量的固体碎屑物成为泥石流的重要物质来源。
第二，具有较陡的地形条件。该流域山体坡度一般＞35°，为沟源形成坍滑体导致沟床物质活动预备了必要的地形坡度条件。各主要支沟的沟床平均纵比降均大于150‰，均具备泥石流形成和运动的底床条件。
第三，具备激发泥石流暴雨形成背景。达摩沟年降水量为550～600mm，总体上处于较高雨区。位于本流域上游的洪水峪站雨量明显高于流域之外的清水站（表1）。流域内暴雨—大暴雨几率较高。平均3年就会出现两次日降雨＞50mm的暴雨。2/3的降雨年份会出现暴雨—大暴雨的日雨量，大暴雨的机率较高。历史上曾出现日雨量为190.1mm,1小时雨强为56.5mm的强降雨。总之，达摩沟流域处于高雨强环境下。
表1 三个雨站三个多雨年年降水量统计表
最后，沟内人类活动频繁。据粗略估算，流域沟坡的煤矸石量约20万t左右，弃渣量达21.45万m3（表2）。这些松散堆积对泥石流的形成起到推波助澜的作用。可见泥石流发生的物源、水源与地形条件均已具备。
表2 达摩沟主要支沟煤矸石、弃石统计表
1.2.2 泥石流危害程度评估
经调查统计，本流域直接遭受泥石流严重危害的人口61人，房屋151间，约有400余亩土地、上千棵林木和20余间工房处于泥石流直接危害之下（表3）。30多km的沥青路段可能受到直接破坏。此外，泥石流还会冲毁其他电力矿山设备，由此将带来较大的经济损失。
表3 达摩沟山洪泥石流直接危害估算表
说明：本估算为直接损失，未包含间接损失和其他工矿、电力设施、固定资产等内容。
2 泥石流综合防治工程
2.1 防治原则
（1）综合规划、突出重点，工程措施、生物措施和行政管理措施紧密结合；
（2）以防为主，防治结合；
（3）在工程治理中采用拦、排、护、导相结合；
（4）防灾治灾与发展经济相结合；
（5）分清主次，因害设防，因地制宜的原则；
2.2 工程防治方案
根据本流域泥石流工程地质、水文地质、构造地质、地形地貌等地质环境条件，确定工程治理采用拦、排、护、导等工程。不同频率降雨的泥石流设计流量是治理工程设计方案的基本参数。为保证参数的可靠，采用3种水文法计算出不同暴雨频率下工程断面的清水洪峰流量，然后综合考虑泥石流体性质和堵塞状况，确定采用铁道部第一设计院、中国科学院地理研究所和铁道科学院西南研究所3个单位建议的“小流域暴雨洪峰流量计算公式”计算不同频率下的泥石流流量（表4）。
表4 “三单位”泥石流流量计算表 单位：m3/s
续表
注：P——不同频率降雨。固体物比重取2.70t/m3。
根据泥石流设计参数，并考虑工程实施的可行性和治理的有效性，工程方案有16个工程项目，其中拦沙坝8座，谷坊1座，格栅坝1座，护村导流堤240m，挡土墙2道，原有工程整治和沟道疏导等（表5，图2）。预计工程总造价900万元左右。
图2 达摩沟泥石流工程防治规划示意图
表5 达摩沟各支沟工程治理规划方案及功用
2.3 泥石流生物防治规划
生物防治是泥石流流域大面积治理的主要和根本手段之一。通过实施封山育林，保护和营造森林、灌丛和草木植被等措施，削减地表径流和松散固体物质积累速度，进而防止和控制泥石流活动。与此同时，改善生态环境。治理规划遵循生态效益与经济效益兼顾原则；以树为主，乔灌草相结合原则；与本流域农业、林业现状与区划协调一致，封山育林为主，人工造林与封山育林相结合原则；先易后难，先急后缓，先重点后一般原则。本流域生物治理规划防护林1042公顷，用材林362公顷，经济林42.4公顷（表6）。预计费用预算总计330万元左右。
表6 生物治理规划一览表
2.4 综合防治方案
本综合防治方案是在防治效益、投资金额和投保比例3个方面进行充分比较后设计的。投保比例中保护区价值并未考虑该沟因煤炭生产逐年增长后所带来的可增价值，因而现价值估算还属偏低，投保比要比实际偏小（表7）。
表7 达摩沟泥石流综合防治方案说明表
3 综合防治规划方案预期效益分析
3.1 减灾效益
通过工程、生物综合防治工程的实施，可保护沟内现有三个自然村庄约1000人免遭设计标准内的泥石流直接危害，极大地降低洪水危害。减少对现有矿井、原煤及部分矿山设备的破坏，减轻山洪泥石流造成的经济损失。经计算，采取工程措施治理后，沟床纵比降减缓，拦蓄、稳固沟床碎屑物约20万m3（表8）。
表8 达摩沟主要工程拦沙控制效益及底床变化表
3.2 经济效益
本流域是清水乡的主要经济支柱，该乡34.3%的经济收入来自这16km3的沟谷。但不能不考虑到该沟煤炭资源量若干年后被挖尽，人们将再次面临贫困的威胁。因而，现在实施泥石流综合治理除对现有矿山、居民、交通、电力设施提供强有力的保护外，实施的生物措施可使当地农民在煤源采尽之后仍可靠山吃山，靠山养山，这也是山区经济发展的出路之一。
如果生物治理达到规划的培育目标，则该流域林地可由目前的771.6公顷增加到1035.4公顷，即林木覆盖度从48.2%增加到64.7%。粗略估算，天然成林的林木材积量达8.28万～9.94万m3；人工造林的林木材积量为7.14万～10.52万m3；苹果、核桃、杏扁果品产量为71.6万～97.1万斤。林木材积价值达17262万～23061万元，三项果品收入每年为116.8万～156.8万元。除此而外，该流域大片山场有大量的荆条资源，按本流域有6000亩灌木林地、每亩可打荆条200斤计算，其收入为12.0万元。可见，生物治理措施可为该流域带来巨大经济收入，而这些经济效益恰是在十几年之后煤炭资源接近枯竭之时明显体现出来。与该流域相邻、自然地理及其它条件基本相同的田寺沟，从1984～1988年实施水土流失综合治理，仅生物措施一项所获经济收入较治理前提高了42.13%，如果达摩沟小流域实施生物治理也可达到这一标准，基本能实现填补煤源枯竭后的经济收入空缺。可以说，实施泥石流综合治理对改善该沟人们生存环境和质量，发展山区经济，提高生活水平有着极为深远的意义与影响，是山区人民致富的出路之一。
3.3 生态效益
通过泥石流综合治理，将在流域内建立起综合防护体系，植被覆盖率显著提高，生态环境得到明显改善，生态系统趋向良性循环。林草植被的恢复为野生动物栖息、繁衍提供了食物和场所，大量微生物利用植被落叶繁育发展，分解有机质，加速林草的生长。森林系统重建后，将发挥涵养水源，保水固土，静化空气等巨大的生态效益。与本流域相邻且条件相当的田寺东沟综合治理试验表明，经过5年封山育林，林木覆盖度由最初的40%增加到60%，其缓洪效果明显：①下垫面能抵御5年一遇降雨不出流，并能消减10年一遇洪水的99%；②10年一遇降雨出流为清水；③在封山治理和工程治理的共同作用下可抵御50年一遇洪水不产生灾害；④与未治理沟谷相比其多承受降雨50%以上，平均产流次数低30倍。由此可见，本流域通过封山育林，林木覆盖由48%提高到65%，其缓洪效益基本可达到上述结果。
综合治理可遏制土壤侵蚀，调节小流域气候，使山坡郁郁葱葱，沟谷清水汇流，沟内农、牧、林业得到巨大发展，具有良好的生态环境。
3.4 社会效益
北京作为全国的首都，减灾防灾工作在全国有着极大影响。通过对达摩沟流域的泥石流综合防治工作，可基本控制泥石流及高含沙水流对流域内居民的危害，使其安居乐业，积极参加振兴山区的经济建设，早日走向富裕之路，这无疑是对社会的一大贡献。这一举措必定能在北京山区起到在治理和降伏泥石流之时发展经济的试点作用，这对防灾减灾工作也起到很好的推动作用。