1、排导槽工程
排导槽自上而下由进口段、急流段和出口段3部分组成（图3－24），由于各部分的作用与功能不同，故对其平面布置的要求也就不一样。排导槽的总体布置应根据防护区范围及沟道等有利地形，力求达到线路顺直，路程较短，纵坡大，排泄顺畅、安全，被占土地少，工程投资节省，便于施工和运行管理。排导槽一般沿沟道布设，必要时亦可沿扇形地的一侧或扇脊、扇间凹地布设，还应与现有工程及沟道的防治规划保持一致。
图3－24 排导槽平面布置示意图
（—）排导槽纵横坡度关系及水力学特征
1.排导槽纵断面
排导槽纵断面设计的关键是选择一个合理的纵坡和断面宽深比，为排泄泥石流创造必要的水力条件，使排导槽达到既能顺利排走相应规模的泥石流，又不至于在槽内产生较大的冲淤变化。排导槽的纵坡原则上应沿槽长保持不变，在特定的地形地质条件下，其纵坡只能由小逐渐增大。但对于小型堆积扇，扇缘至基准面落差较小，一般可考虑在上游山口筑坝抬高沟槽或在下游开挖降低沟槽，亦可采取两者结合的方法增大纵坡。
1）排导槽纵坡应大于该沟泥石流运动的最小坡度，其值按下式计算。
对于黏性泥石流，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：θm为泥石流运动的最小坡度角（°）；τ0为泥石流浆体的静剪切强度（Pa）；Hc为泥石流泥深（m）；φm为泥石流中土体的动摩擦角（°）；γs为土体容重（t/m3）；γy为泥石流中土体的容重（t/m3）；CV为泥石流中土体的体积浓度（m3/t）。
对于稀性泥石流，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：γc为泥石流体容重（t/m3）；其他符号意义同前。
2）选择的纵坡应与泥石流沟流通段的沟床纵坡基本保持一致，不宜过于偏大或偏小，这样就能达到有效泄洪防淤或防冲刷的目的。
3）按照选择的纵坡及其对应的断面宽深比，根据泥石流的不同规模验算排导槽内产生的流速，该值应小于或等于排导槽所能允许的防冲刷流速。
4）按照沟床冲淤基本平衡的原则进行类比，选择纵坡；或借用已经过实际运行证明是合理的排导槽纵坡进行选择。
根据泥石流多年研究结果及对已建大量泥石流排导槽的调查分析，建议合理纵坡的取值列入表3－7。
2.排导槽横断面
排导槽横断面应满足不同规模泥石流的过流能力及具有最佳的水力特性，当规定的最大流量通过时，应是安全的。
表3－7 泥石流排导槽合理纵坡值
急流槽的宽深比不应太小，宜采用（1∶1）～（1∶1.5）。就水力条件而言，宽深比超过一定程度，无论怎样再压缩槽宽、加大槽深，也难以增加水力半径和流速，故挟沙能力亦不再提高。
此时，必须与其他工程措施（如拦蓄工程等）配合使用。
（1）横断面形式选择
排导槽横断面有不同的形式（图3－25），根据不同的泥石流类型与规模确定相应的横断面形状。梯形和矩形断面适用于各种类型和规模的山洪泥石流，槽底宽度不受限制。三角形断面适用于排泄规模不大的黏性泥石流，宽度不宜超过5m。弧形底部复式断面及梯形复式断面适用于间歇发生、规模变化悬殊的泥石流。
图3－25 排导槽横断面形式图
（2）横断面尺寸的选择
通常采用泥石流沟流通段的形态特征与急流槽相对应的值进行类比确定。通过试算，选择一组急流槽的宽深比，使其以较大的泥石流深度保持相等或稍大的流速。即保持相当或稍大的挟沙能力，使由流通区下泄的同等规模泥石流，不在急流槽内停淤。
1）铁道部第二勘测设计院经过类比、归纳，提出选用急流槽的条件如下。
A.当选用小型人工铺砌急流槽时，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式（3－65）和式（3－66）中：脚标c、g、l分别为泥石流、急流槽及流通区；M为糙率；R为水力半径（m）；A为断面积（m2）；v为流速（m/s）。
B.当选用不做铺底的大型急流槽时，计算公式如下：
地质灾害防治技术
地质灾害防治技术
式（3－67）～（3－69）中：H为泥深（m）；B为断面宽度（m）；其他符号意义同前。
2）昆明铁路科学研究所，根据vg≥vl求算急流槽的最小深度，拟定槽深，计算槽宽。
A.对于稀性泥石流的计算方法。
当为人工铺底的小型急流槽时，公式如下：
地质灾害防治技术
式中：I为纵坡（‰）；其他符号意义同前。
当为无铺底的大型槽时，公式如下：
地质灾害防治技术
式中符号意义同前。
B.对于黏性泥石流的计算方法。
当为小型铺底急流槽时，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：K为流速系数；其他符号意义同前。
当为无铺底的大型槽时，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中符号意义同前。
3）西南铁道研究所利用类比法，按下列关系式计算急流槽最大槽宽，然后拟定槽宽，计算槽深，选择最佳宽深比。计算公式为
地质灾害防治技术
式中：X为指数，对于黏性泥石流，X取2.0，对于稀性泥石流，X取2.3；其他符号意义同前。
在确定底宽时，应优先选用具有合理底宽的窄深型断面。但为了防止淤积和堵塞，以及便于小规模泥石流的流动，排导槽的最小底宽应满足下式：
地质灾害防治技术
式中：Dm为沟床物质的最大粒径；其他符号意义同前。
（3）排导槽深度
1）直线排导槽深计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：H为排导槽深度（m），H≥1.2 Dm，Dm为沟体物质的最大粒径；Hg为最大设计泥深（m）；Hs为槽内淤积总厚（m）；hs为安全超高（m）。
2）在排导槽弯道凹岸一侧尚需增加弯道超高值，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：Bc为排导槽泥石流表面宽度（m）；R为排导槽中线的曲率半径（m）；vc为泥石流的断面平均流速（m/s）；其他符号意义同前。
3）进出弯道的过渡段长度，计算公式如下：
地质灾害防治技术
式中：L为过渡段长度（m）；LR为弯道长度（m），由平面布置确定。为定值时，纵值增大，横值减小；纵值减小，横值增大，二者成反比关系。它们有机结合能使坡降达到最佳效果值。
3.槽型与水力学特征
槽型和材质均对泥石流的水力学特征值有影响。根据现有泥石流流速公式v＝KHnIm分析，影响最大的因子是阻力系数（K）、水深（H）、水力坡度（I）及其指数。
（1）阻力系数（粗糙系数）
阻力系数的大小与泥石流流速成反比（除泥石流体内部阻力外）。
1）槽型影响固体物质的运动态势和摩擦阻力。当泥石流大石块在排导槽内运动时，其搁置形式多呈梁式点状接触，两端置于槽底的两侧斜坡上，减小了摩擦力。平底槽则与之相反，呈平置或面接触的较稳定状态。起动平置式面接触石块所需的力远比搁置式点接触石块的力要大得多，这是排导槽与平底槽固体物质运动不同的根本原因。
2）建筑材料及其表面粗糙度。材质不同，摩擦系数也不同，并且各种粗糙面也有不同的糙率。因此，材质和施工质量对排淤效果有一定的影响。特别是固、液相不等速的水石流流体更为明显。
（2）水深（水力半径）
增大水深是增强排导的有效方法。要增大水深，必须变换槽型、缩小槽宽。
1）槽形：圆形槽水力要素最好，排淤效果也不错，但施工难度很大；综合槽型次之；平底槽施工条件最好，但水力条件与排淤效果太差，排泥石流不可取。
2）槽宽：在槽形与过流面积一定的条件下，槽宽与水深成反比。因此，在满足排泄泥石流最大石块顺利通行的条件下，压缩槽宽加大水深是较好的选择。
3）边墙斜坡：在槽形、槽宽、过流面积一定的条件下，边墙坡度与水深成反比。所以边墙坡度越陡越有优越性。
（3）水力坡度
增大水力坡度可使流速增大。但是，由于地形条件的限制，增大坡度往往需加大工程量，有时非常不经济。此时，可采取变换槽形的方式，增大槽底的横坡，也就相应增加了水力坡度。
（二）排导槽结构及其排防机理
1.排导槽特点
排导槽特点是窄、深、尖。这是在总结研究20世纪70年代以前大量使用宽、浅、平的梯形、矩形排导槽的教训及通过试建一批V形泥石流排导槽获得成功经验的基础上，针对泥石流的冲淤危害，以排泄泥石流固体物质为目标，根据束水冲沙原理提出的新结构。这种排导槽，具有明显的固定输沙中心和良好的固体物质运动条件，对于排泄泥石流固体物质具有较理想的效果。
2.排导槽结构
在排导槽的设计中，当加大排导槽纵坡、束窄过流宽度、增大泥深、减少停淤的同时，却又增大了山洪及稀性泥石流体对槽身的冲刷。因此，要求排导槽的结构既能保证槽内停淤量少，又不至于产生较大的冲刷破坏，从而保证排导槽运行的安全。主要结构形式有以下几种。
（1）整体式圬工结构
两槽壁及槽底多用钢筋混凝土或水泥砂浆砌石筑成整体结构。适用于泥石流规模不大，槽宽小于5m的排导槽。当槽底为平底时，容易产生淤积；当槽底为钝角三角形或圆弧形时，则有利于泥石流的排泄。
（2）分离式圬工结构
即把侧墙与槽底护砌分开，槽的侧墙可由混凝土或浆砌石挡土墙或护坡组成，槽底可用混凝土、浆砌石全面护砌，或间隔布设防冲肋槛而成。此类结构多适用于河床基础较好，泥石流爆发规模大、槽底宽的排导槽。除这些条件外，若槽的侧墙基础加深有困难，埋设深基础不经济，槽底全铺砌造价过高时，采用沟底加防冲肋槛非常经济。防冲肋槛与墙基础应连成整体，槛顶可与沟底齐平，如图3－26所示。
图3－26 带防冲肋槛的急流槽
间距按下式计算：
地质灾害防治技术
式中：L为两肋槛间的水平距离（m）；I为排导槽底纵坡（‰）；Ic为槛下冲刷后的沟槽纵坡（‰）；H为防冲肋槛的高度（m），一般为1.5～2.5m；Hc为最大冲刷线以下的埋设深度（m），一般为1.0～1.5m。
（3）具有侧向刺槛（丁坝）的防护结构
当槽底为较宽的天然沟床，并设有防冲肋槛时，为防止泥石流对排导槽导流堤产生冲刷，一般在靠堤身一侧沿水流方向设置多道刺槛，约束泥石流按规定的方向运动。刺槛可用浆砌石或混凝土等材料构成，底部最好与防冲肋槛上部连为一体。刺槛高度应小于堤高的1/3；长度应视槽宽而定，原则上应保证束窄后的横断面仍能通过设计流量；刺槛的回淤长度应满足堤身基础的防冲刷要求。
当导流槽底为天然沟床时，若其陡坡地段为巨砾所覆盖，则可将巨砾间的缝隙用细石混凝土或水泥砂浆填实，使巨砾及沟床的整体稳定性增大。若泥石流沟的常流水极小，暴发的泥石流为黏性泥石流时，则排导槽的底部及堤身均可不必护砌。实践证明：黏性泥石流在排导槽内流动时，不仅冲刷能力小，而且还会在堤的迎水面粘附一层泥体，可保护原先的土堤。当泥石流间断发生时，粘附层将会逐渐增厚，使土堤表面形成一个厚而坚硬的保护层。
3.排导槽平面模式
泥石流沟堆积区的天然平面模式呈扇形向下游展布，归槽水流则呈散状漫流，明显降低水流输沙能力而产生堆积。反之，如将排导槽平面布设成倒喇叭形，可增大水深、加大流速、防止漫流改道，具有形成集水归槽、束水冲沙、使固体物质列队运行的作用。图3－27为排导槽平面模式示意图。
4.排导槽纵坡模式
泥石流沟的天然纵坡模式一般都是上陡下缓，呈凹形坡。由于地形坡度变缓，泥石流流速下降，产生停淤而形成泥石流堆积扇。因此，排导槽纵坡设计，最好是上缓下陡或一坡到底。若受地形控制，纵坡需设计成上陡下缓时，则必须从平面上配套设计成倒喇叭形模式，使之能随着纵坡的变缓而过流断面宽度相应减小，以增大水深、加大流速，保持缓坡段与陡坡段流速有同等的输沙能力和流通效应。图3－28为排导槽纵坡模式示意图。
图3－27 V形排导槽平面模式示意图
图3－28 排导槽纵坡模式示意图
5.排导槽横断面模式
泥石流沟的天然沟槽横断面模式，基本上由形成区的狭窄V形逐渐转换成堆积区的宽、浅、平梯（矩）形，由集中深水流渐变成宽、浅漫流，由冲蚀搬运过程演化成停淤堆积。这种天然泥石流沟槽断面的冲淤规律，完全符合排导槽窄、深、尖的冲蚀与梯（矩）形槽宽、浅、平的淤积特点。
6.排导槽排防机理
从防治泥石流的意义上讲，排导槽完全改变了平底槽的流通效应，其机理是：
1）排导槽在横断面结构上构成了一个固定的最低点，也是泥石流的最大水深、最大流速所在点和固体物质的集中点，从而成为一个固定的动力束流、集中冲沙的中心。
2）排导槽底能架空大石块，使大石块呈梁式点接触状态，以线摩擦和滚动摩擦形式运动。沟心尖底处泥石流的润滑浮托作用强，因而阻力小、速度大，这是排泄泥石流固体物质成功的关键。
3）排导槽底是由纵、横向斜面构成，松散固体物质在斜面上始终处于不稳定状态，沿斜坡合力方向挤向沟心最低点的集流中心，从而形成排导槽的三维空间重力束流，使泥石流输移效果更佳。反之，泥石流体在平底槽内的水深基本上是平摊等深，不易形成集流冲沙中心和立体重力束流，并且槽底与粗大石块呈平面接触，底部泥浆润滑作用微弱，故平底槽阻力大、速度小、防淤效果极差。
（三）排导槽工程设计技术要点
1.排导槽平面设计
（1）平面布置
平面设计时应随纵坡变缓，由上而下逐渐收缩槽宽，呈倒喇叭形。上游入口用15°～20°扩散角束流堤顺接原沟槽，防止上游沟槽漫流改道，连接处宜圆顺渐变，稳定主流动力线，理顺粗大石块列队归槽，以免大石块堵塞。
（2）出口走向
排导槽出口走向应与下游大河主流方向斜交，交角一般小于60°，有利于输送泥石流固体物质。
（3）排导槽长度
排导槽上游要顺接沟槽，以不使泥石流漫流改道为原则。下游长度不宜过大，并应适当抬高出口，为出口留有充分的堆积场所和发挥排导槽出口能量集中的特点，使之能自由冲刷，降低出口排水基面，防止泥石流出槽后漫流堆积。严禁排导槽伸入下游大河最高洪水位以下，以防洪水期回淤。
（4）弯曲半径
排导槽平面布设要尽量顺直，必须弯曲时，曲线半径不宜小于槽底宽度的10～20倍。
2.排导槽纵坡设计
（1）排导槽纵断面设计
将排导槽纵断面设计成上缓下陡或一坡到底的理想坡度，有利于泥石流固体物质的排泄。若受地形坡度限制，需设计成上陡下缓时，必须配套设计成槽宽逐渐向下游收缩的倒喇叭形，使水深亦逐步加大，保持缓坡段与陡坡段具有相同的水力输沙功能，确保排导槽的排淤效果。纵坡通常用30‰～300‰之间的数值，限值为10‰～350‰。设计纵坡可略缓于泥石流扇纵坡，使出口高出地面1m左右，有利于排泄和减轻磨蚀。
（2）坡度联结
当相邻纵坡设计值之差超过50‰时，宜用竖曲线连接。竖曲线半径尽量大，使泥石流体有较好的流势，以削弱泥石流固体物质在变坡点对槽底的局部冲击。
（3）纵坡设计
1）当纵坡过缓时，可在桥前设拦渣坝，提高泥石流位能，或用人工增大桥下局部河段纵坡，以提高排淤效果。
2）加大V形槽横坡。因为V形槽的纵、横坡度与流通效应成正比关系。当纵坡一定时，加大横坡也有增排效应。因此，要注意选择有效的横坡设计值。
（4）V形槽出入口设计
排导槽入口以15°～20°扩散角用曲线顺接沟槽两岸，连接处需牢固可靠，以防掏蚀改道。槽前接堤迎水面，防护基础埋深1～2m，槽的入口垂裙埋深1～2m，出口设“一”字墙拦挡槽后填土，出口垂裙深度视地质、地形和流速确定，一般埋深2.5～4.0m。如图3－29、图3－30、图3－31所示。
（5）排导槽槽顶
在槽顶一般应留有1.5～2.0m的净空，以满足泥石流排泄的特殊要求。
（6）注意事项
禁止在排导槽出口纵坡延长线以下1.5～2.0m深度范围内设防冲消能措施，以免受阻形成顶托、漫流回淤，影响排泄效果。
3.排导槽横断面设计
（1）V形底横坡设计
排导槽底部呈V形，其横坡通常为200‰～250‰，限值为100‰～300‰。横坡与泥石流颗粒粒度成正比，与养护维修、加固范围有关，横坡越陡，固体物质越集中，磨蚀、养护、加固范围越小。在纵坡不足时加大横坡更有意义。
图3－29 排导槽出口平面布置示意图
图3－30 排导槽出口一字墙示意图
图3－31 排导槽变高度边墙出口示意图
（2）排导槽槽宽设计
排导槽宜用适度的深宽比控制，槽底过宽，水深就小，不利于排导，且槽底磨蚀范围大，维修养护工作量大。槽宽也不能过小，否则将影响大石块的运行，导致堵塞、漫流。因此，排导槽出口槽宽设计最小不得小于2.5倍泥石流流体的最大石块直径，通常深宽比介于（1∶1）～（1∶3）之间为宜。
（3）排导槽槽深设计
1）排导槽设计水深计算：根据排导槽流速大于泥石流流通区流速的选定条件，求算排导槽的最小水深。拟定槽深，计算槽宽，选择适宜的深宽比。最小水深计算式如下：
对于黏性泥石流排导槽（铺底槽，考虑铺床作用，K值相似），计算公式为
地质灾害防治技术
式中：脚标c、l分别为排导槽和流通区；H为水深（m）；I为纵坡坡度（‰）。
对于稀性泥石流排导槽（铺底槽），
地质灾害防治技术
式中：n为糙率；其他符号意义同前。
2）排导槽设计水深必须大于1.2倍泥石流流体的最大石块直径，以防最大石块在槽内停淤。
3）排导槽设计流速必须大于泥石流流体内最大石块的起动流速，防止最大石块在槽内淤积。
（4）安全高度设计
由于泥石流常呈波状阵流运动，固体物质有漂浮表面现象，石块碰撞、泥沙飞溅。因此，设计时应按保护物的重要性设置不同的安全高度。在地势不利，桥下净空不足时，安全高度宜取0.5～1.0m，其余可取0.25m。当排导槽通过能力大于设计流量的20％时，可不另加安全高度。
（5）排导槽边墙设计
排导槽边墙分直墙式和斜墙式。设计边墙应视地质、地形、水文、泥沙情况，经综合经济技术比较而定。直边墙受力较大，适宜在曲线外侧和填方地段采用，有降低泥石流弯道超高值的作用，抗侧压力较好的优势。斜边墙适宜于挖方和直线段，按护墙受力设计，有省圬工的优越性。
（6）排导槽设计主要尺寸及圬工规格
排导槽设计尺寸及圬工规格见图3－32所示。
图3－32 排导槽设计主要尺寸及圬工规格图
1）流速v<8m/s时，沟心最大厚度取0.6m，边墙顶宽取0.5m，槽底用M10级水泥砂浆砌片石、块石镶面，边墙用M5.0级水泥砂浆砌片石，沟心设马鞍面。
2）当8≤v≤12m/s时，沟心最大厚度取0.8m，边墙顶宽取0.6m，槽底用M10级水泥砂浆砌片石，并在沟心0.4B槽宽范围内用坚硬块石镶面；边墙用M7.5级水泥砂浆砌片石。
3）当v>12m/s时，沟心最大厚度取1.0m，边墙顶宽取0.7m，槽底用C20级混凝土、钢纤维混凝土护面0.3m，沟心0.4B槽宽范围内用坚硬块石或铸石镶面，或设纵向旧钢轨防磨蚀，钢轨底面向上，轨距5～7cm，或采用钢板防护沟心。边墙用M10级水泥砂浆砌片石。
2、急!有哪位大侠知道一条泥石流沟的规模是怎么计算的吗,单位是万立方米,用于单沟泥石流的危险性评价
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3、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。
4、 北京市北山地区泥石流灾害灾情评估
一、北京北山地区泥石流灾害概况
（一）自然地理及社会经济概况
北京北山地区统称军都山，属燕山山脉。其山体大致呈NEE或NE向，由断块山组成。本次泥石流灾害评估范围是密云县西北部、怀柔县中部和延庆县东南部地区，包括17个乡，面积约1800km2。北山地区山地海拔高度一般为500～1000m，个别达1000m以上，如黑坨山（1534m）、云蒙山（1414m）、大洼尖（1286m）等。地貌类型属中低山，向东南部过渡为丘陵。区内水系有潮河、白河和怀河，均属海河水系。白河和潮河均发源于坝上草原。它们横切燕山山脉，蜿蜒而下，注入密云水库。区内潮河、白河和怀河支流发育，可将其划归于11个流域，即汤河南岸（简称汤河流域）、白马关河、白河北岸、牤牛河、潮河西岸（简称潮河流域）、菜食河、琉璃河、怀沙河、雁栖河及沙河流域。
本区属暖温带半湿润大陆性气候，年平均气温8～10℃，最高月平均气温为25.7℃，最冷为－6℃，年温差32℃。由于区域内地形高差、山脉走向及气候风向不同，造成降水时空分布不均，大部分地区多年平均降水量在550～700mm，局部地区达700～850mm。降水量多集中分布在每年的6～8月份（图12-7）。
图12-7 北京北山地区年平均降水量等值线图
等值线单位/mm
评估区交通比较方便，有沙通铁路从区域东南经过，有密云—古北口，密云—柏碴崖，怀柔—丰宁，琉璃庙—四海等主要公路。此外，各乡（镇）政府所在地都有普通公路通行，各主要村庄有简易公路或大道与乡（镇）政府所在地连接。
本区工农业生产不太发达，收入水平较低。工业主要为一些小型的乡镇企业和加工工业。农业则由于山区土薄地少，大部分耕地为沟道坝地。其质量差，且常有泥石流、洪水、干旱等自然灾害经常发生，所以产量较低。目前，相当一部分村庄的粮食还不能自给，需依靠国家供应返销粮。
（二）泥石流灾害概况
本地区泥石流活动频繁，是我国泥石流灾害最严重的地区之一。其发育历史悠久，最早的灾害记录为1867年发生在怀柔县沙河峪道河、枣树林西沟、黍子峪西沟的泥石流。此后到1991年发生严重泥石流灾害14次，平均9年1次；其中9次为较大范围的群发性泥石流，周期约14年1次。从灾害活动的时间分布看，1959年以前，泥石流平均15年一次，群发性泥石流约30年1次。1959年以后泥石流活动爆发频率增高，平均约4.5年一次，其中以1977年外最为严重，其余均为群发。从灾害活动的地区分布看，区内各流域泥石流活动频率并不相同：白马关河、琉璃河、沙河、白河南岸四个流域泥石流相对活跃，周期属中短期（二年至十几年），其它流域为中长期（十几至五十年），比区域泥石流活动频率低（表12-13）。
表12-13 各流域泥石流活动周期表
自1959年以来的几次泥石流活动，由于受暴雨中心位置和暴雨范围的控制，常成群出现，具有强烈的群发性特征。但几次泥石流爆发区并非在同一地区，而且沿北北东方向不断迁移（图12-8）。历次泥石流活动的规模以中小型为主，一次冲出物质量一般为1×104～5×104m3。
本区频繁发生的泥石流活动给人民生命财产造成了较严重损失。主要直接破坏是造成人员伤亡、冲毁房屋、冲毁农田和林地、阻断交通道路、冲毁电力通讯设施、冲毁和淤埋各种水利工程设施等；此外还有停工停产、农作物减产等间接损失。现将本区主要泥石流灾害事件和损失情况汇总于表12-14。
图12-8 北京北山地区泥石流灾害分布图
1—1959年泥石流爆发区；2—1969年泥石流爆发区；3—1972年泥石流爆发区；4—1976年泥石流爆发区；5—1989年泥石流爆发区；6—1991年泥石流爆发区
表12-14 泥石流灾害损失统计表
续表
注：据韦京莲等资料，略有修改。
二、泥石流灾害的危险性评价
（一）危险性评价的基本方法和步骤
1.首先在众多影响因素中选取与泥石流关系密切的关联因子；然后按小流域分别统计关联因子的原始资料和数据，以便确定等级划分的标准；据此将原始资料和数据进行概化预处理，使其转化成1～10的标示各因子水平的定量化数据。
2.利用灰色关联度分析的方法确定各关联因子的关联度，并依此确定出各关联因子的权重值。
3.用各关联因子的概化标度乘上其权值之积确定各小流域的历史灾害强度和潜在灾害强度；再用历史强度和潜在强度分别乘上其权值就得到各个小流域的危险性指数。
4.依据所得小流域的危险性指数对每个小流域进行泥石流危险性评价。
（二）危险性指数的计算过程
1.选取关联因子及其资料数据
根据泥石流的形成条件，本区均属于暴雨型泥石流。其形成主要与气候条件、地形地貌条件、地质构造条件以及人类经济活动和泥石流活动历史关系密切。由于本次泥石流评价是以小流域为基本单元进行的。所以，我们选取区域性规律特征比较明显，能够代表泥石流的历史形成状况和潜在形成条件的因素作为关联因子；选取泥石流活动规模、发生频次和泥石流的点密度作为代表泥石流历史状况的主要关联因子；选取大于50mm的暴雨日数和年平均降雨量两个气候条件，流域最大高差、沟谷最大高差和沟床平均纵比降等3个地形地貌条件，构造发育程度和松散固体物质储量2个地质构造条件以及植被度1个人类活动条件作为区域泥石流形成的潜在活动因子进行危险性评价。
2.关联因子调查统计及概化处理
北京北山地区11个小流域泥石流原始资料数据调查统计结果见表12-15。其中泥石流规模是按一次泥石流冲出物质量的多少来确定的；岩石风化程度、松散固体物质储量和构造发育程度是区域相比较的结果。
由于表12-15中的统计资料既有定量数据又有定性描述，难以进行量化计算，所以必须将它们进行概化预处理后才能进行灰色关联分析计算。根据本区的泥石流发育规律和特征，并参考有关研究成果，得出本区泥石流各主要关联因子的分级、概化和赋值标准（表12-16）。把所有的关联因子都分成四级，根据分级的概化标准从高级到低级将原值分别用10、6、3、1代替；考虑到植被度越高越不容易发生泥石流，即植被度与泥石流活动呈负相关关系，所以植被度的赋值由高级到低级分别用1、3、6、10代替。
3.计算关联因子的关联度和权值
泥石流的影响因素是多种多样的，其中既有已知的，也有未知和模糊不清的。因此，可以把泥石流的活动过程看成是一个灰色系统，用灰色关联分析的方法来确定各因子间的关联度。
令x（i、j）为灰色关联因子集（i代表样本个数，i=1,2,3…N;j代表各个因子，j=1,2,3…M；且N≥M），其中x（i、j）为对比序列（即主导因子），则关联度的计算步骤如下：
（1）用均值化方法把原始数据做无量纲化处理，得出均值化矩阵x1（i、j）。
地质灾害灾情评估理论与实践
式中：x1（i,j）——均值化数据；
x（i,j）——原始数据；
——原始数据第j列（j个因子）的平均值。]]
1（i,j）－x（i,j）进行求差序列计算。式中∆（i,j）为主导因子与关联因子比较后的绝对差值。
（3）计算最大绝对差值和最小绝对差值。
地质灾害灾情评估理论与实践
式中：∆max——所有差值序列中的最大绝对差值；
∆min——所有差值序列中的最小绝对差值。
表12-15 北京北山地区泥石流基础资料统计表
表12-16 关联因子的分级、概化和赋值标准
（4）计算关联系数
地质灾害灾情评估理论与实践
式中：ζ（i,j）——关联系数；
k——经验系数，一般取0.5。
（5）计算关联度
地质灾害灾情评估理论与实践
式中：R（j）——对比序列（主导因子）与其它各因子的关联度；
j——第j列因子。
按上述步骤，用计算机计算得出了主导因子与关联因子间的关联度，进而确定它们之间的关系密切程度和各因子对泥石流所做贡献的大小（即各因子的权重值）。
利用已概化的数据，分别选取泥石流的规模、频次和点密度作为主导因子，其它因子作为关联因子，分别求得主导因子和关联因子的关联度。从关联度的计算结果看，相对于三个不同主导因子的泥石流关联因子的关联度的排序基本上一致。取其平均值得到各潜在形成条件的关联度。同样方法以每个主导因子的三个关联度的平均值作为主导因子的关联度。
由于泥石流的历史条件和潜在条件对泥石流危险性贡献的大小不同，因而泥石流的历史条件（规模、频次和点密度）只能说明泥石流过去的活动程度；今后发展趋势及衰减程度，则取决于泥石流的潜在条件。因此，我们把历史灾害活动程度和潜在灾害活动条件作为评价泥石流灾害危险性的决定因素。在这两方面影响因素中的各个关联因子对泥石流危险性的贡献也不相同。利用前面所进行的关联分析，分别求得历史条件和潜在条件各关联因子的关联度之和及各关联因子的权重值（表12-17）。
另外，我们利用德尔菲法获得了历史灾害活动程度和潜在灾害活动条件对泥石流危险性的权值分别为0.42和0.58。
4.计算各流域泥石流的危险性指数
泥石流危险性指数是表示泥石流活动危险性程度的指标，危险性指数越高，泥石流活动的危险性越大。危险性指数由下式计算获得：
地质灾害灾情评估理论与实践
式中：WZ——泥石流危险性指数；
LD——泥石流的历史活动强度；
QD——泥石流的潜在活动强度；
R1——历史灾害强度的权值，R1=0.42;
R2——潜在灾害强度的权值，R2=0.58;
M=11;
x（i,j）——概化后的数据；
R（j）——各关联因子的权值；
其它符号意义同前。
按上式计算得出每个小流域泥石流的潜在强度、历史强度和危险性指数。计算结果见表12-18。
（三）泥石流灾害危险性评价
从泥石流危险性指数的计算结果看出，北京北山地区11个小流域泥石流活动的危险性程度由高到低的排列顺序为：琉璃河＞沙河＞白河南岸＞白河北岸＞白马关河＞菜食河＞雁栖河＞怀沙河＞潮河＞汤河＞牤牛河。
为了更直观地反映泥石流活动危险性程度的高低，依据各小流域的危险性指数进行分级区划。共划分为4级：其中高度危险（Wz＞6）的有琉璃河、沙河、白河南岸和白河北岸4个小流域；重度危险（Wz,5～6）的有白马关河和菜食河2个小流域；中度危险（Wz,4～5）的有雁栖河和怀沙河2个小流域；轻度危险（Wz，＜4）的有汤河、潮河和牤牛河3个小流域（表12-19、图12-9）。
表12-17 北京北山地区泥石流活动主导因子与关联因子的关联度及权值计算结果表
表12-18 北京北山地区泥石流活动关联因子概化数据及危险性评价计算结果表
表12-19 北京北山地区泥石流危险性分布简表
图12-9 北京北山地区泥石流灾害危险性分布图
1—高度，＞6;2—重度，5～6;3—中度，4～5;4—轻度，＜4;5—泥石流小流域代号
三、泥石流灾害易损性评价
（一）易损性评价的基本方法和步骤
1.以小流域为单元，调查统计社会经济状况、固定资产和土地使用类型；并将所有的社会资产（包括工农副业总产值、固定资产和土地价值三部分）折合成1992年的价值，从而得到各个小流域的社会资产总值和单位面积的资产密度。
2.用各个小流域的单位平均资产和人口密度分别除以整个评价区的单位平均资产和人口密度，二者相乘之积为该流域泥石流易损性指数。
3.根据各小流域的易损性指数对评价区进行泥石流易损性评价。
（二）易损性指数的计算过程
1.调查统计北京北山地区11个小流域的社会经济状况、固定资产和各类用地面积，并核算土地和各类资产价值；然后累加，得到每个小流域的社会总资产（表12-20、12-21）。
表12-20 北京北山地区社会经济和固定资产统计结果表
注：1亩＝0.066km2（下同）。
表12-21 北京北山地区用地类型及其价值统计结果表
2.易损性指数计算
易损性指数是表示灾害区承受泥石流破坏能力的指标。它与社会资产和人口密度密切相关。易损性指数越大，对泥石流活动的敏感程度越高，通常灾害所产生的破坏损失越严重。易损性指数的计算方法和步骤如下：
（1）将各小流域的社会资产除以小流域的面积，得出各小流域的单位平均资产。将各小流域的社会总资产除以整个评价区的面积，得出整个评价区的单位平均资产。
（2）将各小流域的单位平均资产和人口密度分别与整个评价区的单位平均资产和人口密度相比较（相除），然后将其值相乘，就得到每个小流域的易损性指数。即按下式计算：
Yi＝（Ri/Ro）×（Zi/Zo）
式中：Yi——各个小流域的易损性指数；
Ri——各个小流域的人口密度/（人/km2）；
Ro——评价区平均人口密度/（人/km2）；
Zi——各个小流域的单位平均资产/（万元/km2）；
Zo——评价区的单位平均资产/（万元/km2）。
按上述步骤计算所得的各个小流域易损性指数的结果见表12-22。
表12-22 北京北山地区泥石流易损性评价结果表
（三）泥石流灾害易损性评价
根据泥石流易损性指数计算结果，11个小流域易损性指数的排列顺序为：沙河＞潮河＞怀沙河＞雁栖河＞牤牛河＞菜食河＞白马关河＞汤河＞琉璃河＞白河北岸＞白河南岸。
根据各个小流域的易损性指数分布情况，将全评价区的易损性划分为4级：其中极重度易损性（Yi，＞1.5）的有沙河和潮河2个小流域；重度易损性（Yi,1～1.5）的有怀沙河和雁栖河2个小流域；中度易损性（Yi,0.5～1）的有琉璃河、菜食河、汤河、白马关河和牤牛河5个小流域；轻度易损性（Yi，＜0.5）的有白河北岸和白河南岸2个小流域（表12-23、图12-10）。
表12-23 北京北山地区泥石流易损性分级区划结果表
（四）泥石流的危害程度分析
泥石流的危害程度是指在一定的自然条件和社会经济条件下，泥石流灾害对人类生命财产的破坏能力和威胁程度。它包含了泥石流的危险性和易损性两个方面，可以用危害程度指数表示。按下式计算：
WX=Wz·Y
式中：WX——危害程度指数；
Wz——危险性指数；
Y——易损性指数。
图12-10 北京北山地区泥石流灾害易损性分布图
1—极重度，＞1.5;2—重度，1～1.5;3—中度，0.5～1;4—轻度，＜0.5;5—泥石流小流域代号
经计算得出北京北山地区各小流域泥石流的危害程度指数（表12-24）。由高到低的排列顺序为：沙河＞潮河＞怀沙河＞雁栖河＞琉璃河＞菜食河＞白马关河＞白河南岸＞白河北岸＞牤牛河＞汤河。按危害程度指数将本区的泥石流危害程度划分为4级：其中危害程度极高（WX，＞10）的只有沙河流域；危害程度高（WX,5～19）的有潮河、怀沙河和雁栖河三个流域；危害程度中等（WX,3～5）的有琉璃河、菜食河、白马关河和白河南岸4个流域；危害程度较低（WX,＜3）有汤河、白河北岸和牤牛河3个流域（图12-11）。
表12-24 北京北山地区泥石流危害程度指数计算结果表
图12-11 北京北山地区泥石流灾害危害强度分布图
1—极高，＞10;2—高，5～10;3—中等，3～5;4—低，＜3;5—泥石流小流域代号
四、泥石流灾害的破坏损失评价
（一）破坏损失评价的基本方法和步骤
1.对11个小流域的泥石流灾害破坏损失情况进行调查统计，并折合成1992年价值，得到各个小流域的损失总和。
2.将各小流域损失总和分别与社会资产、固定资产和工农业生产总值相比较，得到不同形式的泥石流的破坏损失率。将各小流域的人员死亡数与现今流域人口总数相比较，得到各个小流域的人员死亡率。
3.将破坏损失率乘以人员死亡率，得到各流域破坏损失指数。
4.依据上述各种计算结果对各个小流域进行泥石流破坏损失评价。
调查、统计、计算结果见表12-25～12-29。
（二）泥石流灾害破坏损失评价
北京北山地区各流域泥石流破坏损失由高到低的排列顺序为：白马关河＞白河北岸＞琉璃河＞汤河＞牛河＞雁栖河＞菜食河＞白河南岸＞怀沙河＞潮河＞沙河。根据泥石流破坏损失率计算结果看，虽然由不同方法求得的各种破坏损失率的排序不尽相同（表12-30），但其排列顺序大致相同，而且与破坏损失指数的分布情况基本一致。
表12-25 北京北山地区泥石流发生年次及破坏损失统计结果表
表12-26 北京北山地区泥石流流域破坏损失统计结果表
表12-27 北京北山地区社会经济状况和泥石流损失情况一览表
表12-28 北京北山地区泥石流破坏损失率计算结果表
表12-29 北京北山地区泥石流破坏损失指数计算结果表
表12-30 不同统计计算结果反映泥石流破坏损失程度的排序表
根据泥石流破坏损失指数Ps的计算结果，各个小流域由高到低的排列顺序为：白马关河＞白河北岸＞琉璃河＞牤牛河＞白河南岸＞汤河＞雁栖河＞菜食河＞怀沙河＞潮河＞沙河。可划分成4级：破坏损失程度极高（Ps，＞1）的有白马关河和白河北岸2个小流域；破坏损失程度高（Ps,0.2～1）的有琉璃河、白河南岸和牤牛河3个小流域；破坏损失程度中等（Ps,0.02～0.2）的有汤河、菜食河、怀沙河和雁栖河4个小流域；破坏损失程度低（Ps，＜0.2）的有潮河和沙河2个小流域（表12-31、图12-12）。
表12-31 北京北山地区泥石流破坏损失指数分级表
图12-12 北京北山地区泥石流灾害损失强度分布图
1—极高，＞1;2—高，0.2～1;3—中等，0.02～0.2;4—低，＜0.02;5—泥石流小流域代号
五、泥石流防治工程评价
（一）泥石流防治工程现状
北京北山地区泥石流分布广，其发生的时间、地点难以预测，加之这里自然条件恶劣，经济水平较低，人们对泥石流的潜在危险性认识不足等原因，时至今日，尚未建立起完整的泥石流防治体系，现有的一些防护工程设施，大多是为防治山洪而建造的小型水利工程。此外，本区的森林植被度平均只有23%，因而既难以抑制泥石流活动，更难以抵御泥石流破坏，致使每次发生泥石流都要造成严重损失。
（二）泥石流防治方案及其效益分析
北京市水文地质工程地质大队和北京市地质研究所于1991～1993年曾联合进行过北京北山地区泥石流灾害勘察及其防治方案的调研工作，选取北京北山地区的密云县番字牌西沟（属白马关河流域）和怀柔县柯太沟（属白河北岸流域）两条沟的泥石流进行了勘察规划工作。根据泥石流的形成条件、环境背景、形成过程、类型特点及其发育历史和发展趋势，提出了泥石流的防治方案。其基本措施如下：
工程措施：按一定的设计标准和校核标准建筑工程设施。即保证在发生设计标准内的泥石流和高含沙洪水时，工程设施正常运行，保护对象不受危害；又要保证在发生校核标准内的泥石流和高含沙洪水时，工程设施不被破坏，还能有效地减轻灾害损失。
生物措施：主要是封山育林，以涵养水分，固土固坡，调节地表径流，削弱形成泥石流的水动力条件，抑制泥石流活动。同时还发展干鲜果品经济林、用材林和薪炭林，以繁荣经济。
两方面措施落实后，将有效地防治泥石流灾害。以此为基本依据，进行这些措施的投入与产出分析，并以这两条沟为例，延伸对全评价区泥石流灾害防治工程进行评价。
1.番字牌西沟泥石流防治方案效果分析
工程设施标准按防御50年一遇的高降水量和保证率2%设计；校核标准为100年一遇的高降水量和保证率1%。番字牌西沟小流域内主沟上游（小西天）为大型泥石流沟谷，其余支沟为小型泥石流沟，防治对象为小西天沟和其它二、三级支沟。防治工程规划的要点是：自上游至下游，采取稳固、拦挡、护排相结合的工程措施，以减轻或消除泥石流和高含沙洪水对沟内村庄、耕地和公路设施的危害；同时进行生物防治，从根本上削弱泥石流活动。投资概算和预期效益：总投资361.69万元，其中工程措施投资294.25万元，生物措施投资67.44万元。在工程设施建成后，能基本控制松散固体物质的启动和运移，从而降低泥石流的爆发频率，削弱泥石流的规模，抑制泥石流危害。当小流域的森林生态得以重建之后，它既能抑制泥石流活动，又能使工程设施更充分、更长久地发挥作用；同时，由于干鲜果品经济林和农业的发展，每年可增加收入225.57～248.49万元。
2.怀柔县柯太沟泥石流防治方案效果分析
工程设施设计标准按防御20年一遇的高降水量和保证率5%设计；校核标准为50年一遇的高降水量和保证率2%。防治工程规划的要点是：自上游至下游采取拦、调、蓄、排相结合的工程措施，同时进行生物防治，以减轻或消除泥石流和高含沙洪水对东湾子村及其下游的危害。
投资概算和预期效益：总投资317.28万元，其中工程防治投资251.66万元，生物防治投资65.66万元。在工程设施建成和生态重建之后，其防灾效益和生态效益与番字牌西沟基本相同。同时又促进农业、干鲜果品、水产养殖和采矿业的发展，每年可增加收入70万元左右（用材林收入未计算在内）。
（三）泥石流防治工程评价
根据泥石流灾害发展趋势，不进行有效的防治，所造成的破坏损失将不断增大；相反，如果采取措施进行防治，则泥石流活动的破坏损失就会减小。
假定上述两条沟的泥石流防治方案均于2000年底前完成，其有效使用年限为50年，则上述两条沟谷的投入产出比值分别为：番字牌西沟为225.57×50/361.69≈31；柯太沟为70×50/317.28≈11。
我们在下列假设条件下，对北京北山地区泥石流未采取防治措施和采取防治措施后的破坏损失水平（即年平均损失）和累计损失分别进行预测。
S损＝S平（1+A）αt·（1+B）βt
式中：S损——预测年份的破坏损失水平；
S平——统计的1959～1993年的年平均破坏损失水平；
A——国民经济年均增长速率；
α——随国民经济增长发生的破坏损失增长系数；
B——采取防治工程措施后年均破坏损失降低的速率；
β——防治工程措施对灾害破坏损失的影响系数；
t——预测的年份。
假定条件：北京北山地区的泥石流强度规模、发生频率保持不变；国民经济增长速率（A）为7%；在不采取防治措施，灾害程度保持现状的情况下，由于国民经济增长而形成的破坏损失增长系数（α）为50%；按防治方案实施防治工程措施，并且到2000年底全部完成投入运行后，泥石流的破坏损失率将逐渐降低，其降低速率（B）为10%；防治工程措施对泥石流灾害的有效防治程度（B）为80%。依照上述公式和假设条件以及1959～1993年统计的泥石流灾害的年平均损失，分别计算出在不采取防治措施和采取防治措施两种情况下各小流域不同年份的破坏损失水平和累计损失的预测值（表12-32和表12-33）。
表12-32 未防治情况下北京北山地区泥石流破坏损失水平和累计损失预测结果表
表12-33 防治后的北京北山地区泥石流破坏损失水平和累计损失预测结果表
从损失预测结果看，泥石流在保持已往历史强度规模和频率的情况下，若不进行有效防治，其破坏损失将持续增长，大约20年翻一番；累计损失增长速度更快，平均10年左右就翻一番。如能采取防治工程措施，泥石流的损失水平将明显降低。如果按10%的速率逐渐降低，那么到2030年的损失水平基本趋势近于0，累计损失虽然仍不断增加，但增长速度趋于缓慢（图12-13）。
图12-13 不同条件下泥石流预测损失水平和累计损失曲线图
1—未防治的累计损失曲线；2—防治后的累计损失曲线；3—未防治的损失水平曲线；4—防治后的损失水平曲线
5、泥石流、地震等灾难中失踪多久算死亡，还是失踪人口不算死亡人口？
民政部门统计死亡与失踪的区别就在于死要见尸，没有见到尸体者只能计算为失踪人员，我国民法通百则规定，度有下列情形之一的，利害关系人可以向人民法院申请宣告他死亡：
(一) 下落不明满四年的；
(二) 因意外事故下落不明，从事故发生之日起满二年的。
战争期间下落不明的，下内落不明的时间从战争结束之日起计算。
因此，由于泥石流、地震等灾难失踪人员2年之后，其利害关系人就可以向人民容法院申请宣告他为死亡人员。
6、什么是阻塞湖?
我认为阻塞湖分为两类，一是由于地表外力造成河道的阻塞而成湖，比如由于冰川或是滑坡泥石流阻塞河道，淤水成湖；二是由于地球内力，主要是火山爆发而导致地表条件变化，阻塞河道，代表湖泊有松花江的镜泊湖。
7、泥石流防治工程经济效益评价研究
张梁 梁凯
（中国国土资源经济研究院，河北三河，101149）
摘要 地质灾害防治工程可行性研究报告中需要编写经济社会、环境效益综合评价，目前我国几百个泥石流防治工程和三峡库区200多个滑坡治理工程的可行性研究报告，都是用定性的简单叙述，把灾害体危害范围内的承灾体价值总量作为经济效益，不能充分说明防治工程的重要性，只能提供定性的决策依据。针对上述问题，本文研究了泥石流防治工程经济效益定量化的评估模型和评估方法。为地质灾害、设计单位使用，提高地质灾害防治工程可行性研究的水平。泥石流防治工程经济效益为投资者投入资金，为灾害防治企业建设防治工程，从而最大可能地减少承灾体的经济损失与投资者投入的资金之比。防治工程资金利税率＝地质灾害最大可能经济损失－防治资金投入/防治资金收入；防治工程直接经济效益＝最大可能经济损失－防治资金投入；投入产出比＝防治资金投入/最大可能经济损失。
泥石流防治工程经济效益评价方法为第一步进行泥石流危害范围内的承灾体调查，第二步进行泥石流防治工程经济效益评价，评价内容包括：①防治工程概况；②经济评价基本数据；③经济效益计算；④经济效益评价。并以湖南省郴州市北湖区南溪泥石流为案例，进行了经济效益评价。
关键词 泥石流 经济效益 模型 方法 案例
1 泥石流防治工程效益概述
我国泥石流分布范围广，活动强烈，泥石流危害涉及城镇、交通、工矿、农田等几乎山区的各个领域和各个部门。一次泥石流灾害损失少则几万至几十万元，多则几千万元，乃至上亿元，防治泥石流成为我国山区经济发展和社会稳定急迫解决的问题，也是我国山区减灾防灾的重点之一。近几十年来，我国已完成各类泥石流防治几十处，建成规模不等的各类型的泥石流防治工程千余项，大大减轻了我国山区的泥石流危害，促进了山区经济的发展和社会进步，产生了显著的泥石流防治效益。泥石流防治工程的效益包括社会效益、经济效益、环境效益与其他效益。这几个方面的效益是相互关联的整体，而且比较难以量化。
泥石流防治工程的社会效益主要体现在保护人民生命安全，减少人员死亡的损失，稳定人心[1]等方面。以四川金川县城八步黑沟泥石流防治工程为例：治理前，每逢雨季，由于担心暴发泥石流，人们个个自危，朝不保夕，人心惶惶，严重危及到社会安宁，影响经济发展和城镇建设。而治理后，消除或减轻泥石流威胁，解除了人们的恐慌心理，消除了当地干部、群众的后顾之忧，使人们安居乐业，促进了生产和社会的稳定，从而也繁荣了当地的经济。治理前该沟经常堵断金川—丹巴公路，严重影响该县与外界的经济联系，影响该县与外界的社会活动，治理后，保证公路的畅通、促进社会经济活动，具有良好的社会效益。
泥石流防治工程的环境效益主要体现在：通过采取工程措施，生物措施对泥石流进行综合治理后，将使流域的森林植被得到保护和恢复，提高森林植被覆盖率，形成一个多层结构的有机体，发挥其涵养水源，保水固土的作用，从而起到拦截降水、保护坡面、调节径流、削减洪峰、减小地表侵蚀、增强土体的稳定性和抗蚀能力的作用，使区域内生态环境得以改善，从恶性循环过渡到良性循环。各种工程措施，又把大量固体物质，拦蓄在河道内，从而减少汇入主河的泥沙，减轻了对主河的淤积，使得主河的局部河段的水沙特征得以改善，使主河河床向自然平衡状态发展，减轻泥石流对主河的堵塞。拦挡工程抬高侵蚀基准，稳沟固床，消弱了泥石流形成的条件，为流域生态环境改善创造了条件。四川南坪后山进行泥石流综合治理后，山坡植被覆盖率从治理前的10%增加到80%以上，有效保持了水土，在发生多次暴雨情况下，都未爆发泥石流。
泥石流防治工程的经济效益主要体现在：保护泥石流危害区内人民的物质财产。保护的对象如城镇、村庄、农田、铁路、风景区等，是有价值的资产。通过泥石流防治减少了对物质财产造成的经济损失。本文即重点研究泥石流防治工程经济效益评估模型和评估方法。以实现定量化评价泥石流防治工程的经济效益。
2 单项泥石流防治工程经济效益评估模型
泥石流防治工程经济效益为投资者投入资金，泥石流灾害防治企业建设防治工程，而最大可能地减少承灾体的经济损失与投资者投入的资金之比。可以用绝对数的方式表达为最大可能经济损失减去投入资金的差额，也可以用资金利税率的方式表达为相对数。也可以用投入产出经费即防治资金投入/最大可能经济损失。至于泥石流灾害防治企业本身的经济效益，同建筑企业相似，是减灾投入经济效益之外的另一回事，但减灾企业是实现减灾经济效益的载体。针对特定的灾害地点防治投入的效益是单个投资项目的效益。评价单项投资的效益，重要的是找到两个数值，一是如果发生灾害，承灾体的最大可能价值损失有多大；二是项目的投资。其经济效益计算模型为：
设承灾体共有n类，第i类承灾体的易损性为vi，设第i类承灾体的价值为Ai，则：
承灾体总价值为：A=A1+A2+A3＋…＋An。
设第i类承灾体的最大可能经济损失为Ci，则Ci=Aivi，承灾体的最大可能经济损失总值为：
C=A1v1+A2v2+A3v3＋…＋Anvn
设有m个备选方案（包括搬迁避让），第k（k=1,2,3，…，m）个备选方案最大可能经济损失为Ck，第k个备选方案的资金投入量为Dk，第k个备选方案防治效益为Bk，单项地质灾害防治工程经济效益计算模型为：
Bk＝（Ck-Dk）/Dk
式中：Bk——单项泥石流灾害防治工程经济效益；
Ck——单沟泥石流危害范围内承灾体的最大可能经济损失；
Dk——单项泥石流灾害防治工程投入。
防治工程直接经济效益＝Ck-Dk
防治工程投入产出比＝Dk:Ck
3 单项泥石流防治工程经济效益评价方法[3]
3.1 泥石流危害范围内的承灾体调查
（1）调查收集泥石流流域内的行政分布图，绘制承灾体分布的平面图。
（2）调查收集泥石流流域内县、乡、村的社会经济统计资料。
（3）现场调查城市乡村居民房屋。
调查可能遭受泥石流灾害作用的城市居民房屋，包括户数、间数、建筑面积（m2）。承灾体的价值就是这些民房在灾前一刻的重估价值。承灾体受灾害作用损失的价值可以按受损坏房屋残存价值推算，比如砖、木料等还有一定的价值，那么从承灾体整体价值中减去这些有用物的价值，即为损失价值，再比如，一座房子只毁损一角，可以修复，那么修复的价值即为损失价值。
（4）现场调查城市乡村居民家居用品（居民户所拥有的除房屋以外的所有物品）。
调查可能遭受泥石流灾害作用的城市乡村居民户的家居用品，以户为最小单位。承灾体的价值即这些受灾害作用的居民户灾前一刻的重估价值。其计算方法可以按主要消费品平均每户拥有量及户数计算，也可从其它途径获得。
（5）现场调查土地资源的分布，包括耕地、林地、草地等，以亩为最小单位。其价值采用当地各类型土地的基价乘以数量求得。
（6）现场调查铁路、公路。
调查可能遭受一次泥石流灾害作用的铁路、公路的长度。计量单位为千米或米。承灾体的价值为其受泥石流破坏的长度×预算价格。承灾体的价值损失为修复费用减去残值。
（7）现场调查泥石流最大危害范围内其他各类承灾体的数量（数量带着单位，如水电站一座，涵洞一座等），承灾体现价价值XX万元。各地可根据当地情况列出承灾体标准单价表。
3.2 泥石流防治工种经济效益评价
（1）泥石流防治工程概述：简要叙述泥石流流域环境地质条件，泥石流灾害发生情况，建设泥石流防治工程技术方案和实物工程量，工程投资概算等。
（2）泥石流防治工程经济效益评价：包括基本数据的确定；泥石流最大危害范围内承灾体的价值和最大可能经济损失值的计算；泥石流防治工程经济效益计算。
a.泥石流最大危害范围内承灾体的价值计算为数量×单价。依据当地实际情况估算承灾体价值量。
b.泥石流最大危害范围内承灾体最大可能经济损失值计算为采用承灾体价值×该承灾体的易损性求得。各类地质灾害相对各类承灾体的易损性值可查表1“地质灾害承灾体易损性专家意见汇总表”求得。
c.泥石流最大危害范围内最大可能伤亡人数计算采用危害范围内人口总数×人口安全易损性求得。人口安全易损性根据泥石流灾害死亡人数除以泥石流区域内的人口总数计算得到。
d.泥石流对土地资源的损毁，长期遭受泥石流灾害威胁的地区，土地资源价值会明显低于同类其他地区，特别是在危险度大的地段其价值基本丧失而无法利用。土地降等级使用所造成的差价损失即为泥石流灾害对土地资源的最大可能损失值。
表1 地质灾害承灾体易损性专家意见汇总表
地质环境经济论文集.第2辑
式中：Ds——土地资源价值损失；
n——完全被泥石流破坏的土地面积的块数；
j——降级使用的土地面积的块数；
Esi——第i块被完全破坏的土地面积；
Esj——第j块降级使用的土地面积；
Pei——第i块土地的单价；
△Pej——第j块降级使用的土地的单价差。
e.泥石流防治工程投入经费预算，根据防治工程的类别选择水力水电工程费用定额、农业、林业工程费用定额、建筑业相关费用定额等进行预算。已完成工程则直接取用工程投资概算数即可。
f.泥石流灾害防治工程经济效益计算采用易损性综合化评价法，查易损性汇总表列出易损性，按C=A1V1+A2V2+A3V3＋…＋AnVn计算承灾体的最大可能经济损失总值，按B=（C-D）/D计算泥石流防治工程的经济效益。
（3）泥石流防治工程经济评价结论：要明确说明泥石流防治工程保护了多少人的生命安全，可能减少死亡人数；保障了多少万元物质财富的安全，可能减少多少经济损失；工程冶理的资金净收益是多少；资金利税率是多少；投入产出比是多大。最后提出对策和建议。
4 案例：湖南省郴州市北湖区南溪泥石流防治工程经济效益评价
4.1 南溪泥石流防治工程概况
4.1.1 南溪泥石流环境地质条件
南溪位于郴州市北湖区南溪乡政府所在地。2002年8月7日晚7时至8日清晨，在不到10小时内降雨230mm，其中晚8时至11时降雨量达160mm，暴雨诱发滑坡和泥石流地质灾害，造成严重的经济损失，其中医院、信用社、粮站、敬老院、手工业联社、兽医站和中学等遭到严重破坏，房屋几乎全部倒塌，直接经济损失900多万元。
南溪位于两条冲沟的交汇处，周边山坡陡峻，风化和残坡积层厚度较大，是滑坡和泥石流地质灾害易发区。
南溪地貌属于构造剥蚀低山区，地形是山间谷地，地势总体东高西低，附近最高点标高947.8m，最低点标高660.0m左右，山坡坡度40度左右。
区内年平均降雨量1528mm，年最大降雨量2247.6mm，降雨量年内分配不均，4～6月为丰水期，暴雨和大暴雨一般在6～8月份。
区内冲沟较发育，地表水总体流向是自东向西，南溪处于两条冲沟交汇的洪积扇地带。北侧下东溪流量较小，冲沟坡度是0.10，汇水面积为4.7km2。南侧上东溪流量较大，冲沟坡度是0.16，汇水面积为10.0km2。通过地质、水文、气象和地貌等条件综合分析，下东溪和上东溪是泥石流易发的冲沟，沿冲沟是泥石流的形成区和流通区；在南溪段冲沟坡度变缓，地形相对开阔，成为泥石流的局部堆积区。2003年8月7日，在南溪产生了厚1.0m左右、面积15000m2的泥石流堆积物，最大粒径是0.5m。
区内的岩石以中粒斑状角闪石黑云母正长（二长）花岗岩为主，风化深度5～20m，裂隙发育，岩石破碎。表层残坡积厚2.0m左右，为砂质粘土，松散，透水性强，饱水后稳定性差，易产生滑坡，破坏边坡，同时也为泥石流提供了物质条件。见图1。
图1 郴州南溪泥石流防治工程和承灾体分布图
4.1.2 南溪泥石流防治工程概况
（1）采用拦砂坝和河道疏浚治理泥石流沟。在上东溪和下东溪分别修筑拦砂坝拦截砂石，减缓冲沟坡度，削减泥石流的强度；在南溪段疏浚河道，修筑护堤，保障溪水畅通，对泥石流可起到导流作用。
（2）采用挡土墙、截水沟和排水沟治理滑坡，提高山坡的稳定性，保护坡下居民生命财产的安全。
4.2 南溪泥石流防治工程经济效益评价
4.2.1 经济评价基本数据
现场调研南溪泥石流最大危害范围内，主要承灾体为南溪乡东溪村。驻地有乡政府11个机关单位，居民141户，居住人口1568人，流动人口200人。驻地固定资产5600万元，其中有商店30个。爱民新村建民房59栋；车辆15台，其中客车6台；摩托车72台；乡卫生院1个，乡中学1个，信用社存款600万元；蓄牧业产值30万元；种植业产值32万元。公路1000米，拱桥1座。小水电站2个，装机500kW，产值260万元。
4.2.2 经济效益计算
南溪泥石流堆积物体积为1.5万m3，查地质灾害分类分级标准，属于中型泥石流。根据现场调研数据，查易损性专家意见汇总表确定各类承灾体的易损性。计算各类承灾体的最大可能经济损失。
（1）人口：A1=1768人，V1=0.015,C1=1768×0.015=27（人）（人口安全易损性值根据2002年8月7日南溪泥石流造成死亡23人，重伤3人，轻伤510人的资料计算得到：南溪泥石流人口安全易损性＝0.015）。
表2 湖南省郴州市地质灾害承灾体单价表
（2）城市居民房屋：A2=5600万元，V2=0.5397,C2=5600×0.5397=3022.32万元
（3）城市居民家居用品：A3=2.5万元/户×141户＝352.5万元，V3=0.9297,C3=352.5万元×0.9297=327.72万元
（4）农村居民房屋：A4=15万元/栋×59栋＝885万元，V4=0.7044,C4=885万元×0.7044=623.4万元
（5）农村居民家居用品：A5=1.3万元×68户＝88.4万元，V5=0.8853,C5=88.4万元×0.8853=78.26万元
（6）蓄牧业资产：A6=30万元，V6=0.9301,C6=30万元×0.9301=27.90万元
（7）农业净资产：A7=32万元，V7=0.5096,C7=32万元×0.5096=16.31万元
（8）交通运输财产：A8=8万元×9台＋5万元×6台＋0.5万元×72台＝138万元
V8=0.5169,C8=138万元×0.5169=71.33万元
（9）商业财产：A9=1.0万元×30个＝30万元，V9=0.4944,C9=14.83万元
（10）金融单位财产：A10=600万元，V10=0.5515,C10=330.9万元
（11）机关单位财产：A11=2万元×11=22万元，V11=0.5515,C11=22万元×0.5515=12.13万元
（12）医疗卫生业财产：A12=20万元，V12=0.5037,C12=20万元×0.5037=10.07万元
（13）学校财产：A13=20万元，V13=0.5706,C13=20万元×0.5706=11.41万元
（14）公路：A14=1000元/m×1000m=100万元，V14=0.9469,C14=100万元×0.9469=94.69万元
（15）小水电站：A15=260万元，V15=0.5066,C15=260万元×0.5066=131.7万元
承灾体的最大可能经济损失总值：
C=C2+C3+C4+C5+C6+C7+C8+C9+C10+C11+C12+C13+C14+C15=4773.05万元
南溪泥石流防治工程投入经费预算：
根据预计投入的各项勘查和治理的工作量，按国家有关费用标准，对所需经费进行预算，共需资金150.64万元，其中勘查费用6.2万元，治理费用144.44万元（见表3）。
表3 南溪泥石流勘查和治理费用预算表
该泥石流防治工程资金利税率为：
B=（C-D）/D=（4773.05-150.64）/150.64=0.03
防治工程直接经济效益：C-D=4622.41万元
投入产出比＝150.64∶4773.05=1∶31.69
4.3 结论
湖南省郴州市南溪泥石流，属于中等危险的泥石流，防治工程按20年一遇标准设计。实施工程治理后，泥石流危害范围0.3124km2内（南溪乡政府所在地－东溪村）的各类承灾体能够在泥石流发生时，使1768人的人身安全得到保护，减少可能死亡人口27人；减少可能经济损失4773.05万元。工程治理的直接经济效益为4622.41万元，资金利税率为0.03，投入产出比为1∶31.69。南溪泥石流防治工程社会、经济效益巨大，建议有关主管部门尽快批准实施。
参考文献
[1]中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所.中国泥石流防治.成都：成都科技出版社，[出版时间不详].
[2]国家计划委员会编.建设项目经济评价方法与参数.北京：中国计划出版社，1987.
8、泥石流危险性评价里面 流域切割密度怎么计算？
很简单。
用流域形状总长度知除以流域面积，得出结果，单位是道km/km2
数据说来，比如流域面积5.2km2，流回域形状为长条形,主沟长5.5km，那么他的流域切割密度就不大，为1.06km/km2。
希望能帮到你答。
9、泥石流灾害风险经济学评价
本节以天水市罗峪沟泥石流的地质环境风险评价为例。天水市位于甘肃省东南部，地处陕、甘、川三省交界，东临陕西省宝鸡市，西、北、南分别与甘肃省定西市、平凉市和陇南地区相接。东经104°35'～106°44'、北纬34°05'～35°10'之间，市区平均海拔高度为1100m。全市横跨长江、黄河两大流域。总人口328万人。境内四季分明，气候宜人，物产丰富，素有西北“小江南”之美称。
一、评价区概况
(1)地理位置:罗峪沟流域地处秦城区北部，位于东经105°30'～105°45'，北纬34°34'～34°40'之间，是渭河支流———藉河的一级支沟，流域总面积为71.37km2，涉及秦城区的峪泉、中梁及北道区的凤凰、渭南、南河川5个乡，43个行政村。
罗峪沟流域位于陇中黄土丘陵沟壑区的傍山区与深谷区的过渡地带。北以北山与渭河干流相隔，南隔中梁山与藉河平行，沟脑发源于凤凰山南麓，由西向东流，在天水市区东侧汇入藉河。
(2)地层发育情况:罗峪沟流域在地质构造分区上属陇西构造盆地的东南缘，位于西秦岭地槽的北侧。区内出露的地层从老到新主要有:前寒武系(An)牛头河群、新生界古、新近系(E、N)和第四系(Q)。区内第四系分布较广，按其成因主要有河流相堆积物、泥石流堆积物、滑坡堆积物和风成黄土等。古、新近系中新近系(N)主要分布于工作区中北部，超覆不整合在古近系及其他地层之上，为一套内陆盆地河湖相堆积的红色泥岩夹砂砾岩及灰白、灰绿色粘土岩等，总厚度大于1000m。古近系(E)分布于丘陵区，系一套内陆河湖相沉积，岩性为紫红色砾岩、砂岩、砂砾岩夹砂质泥岩，含少量钙质结核，泥钙质胶结，具清晰的水平层理，总厚度455.9m。前寒武系(An)牛头河群主要分布在关子镇一带，岩性为片岩、片麻岩夹大理岩。
(3)构造、新构造运动:工作区地处祁吕贺兰山字型构造体系前弧西翼与秦岭纬向构造体系的复合部位，同时受到陇西旋卷构造体系和西秦岭北东向构造带的影响，使得该区构造非常复杂，断裂、褶皱十分发育。区内一系列NWW向和NE向的褶皱和断裂，控制着滑坡、崩塌、泥石流的发育与分布。
晚近时期以来，由于地球内应力的不平衡，使一些构造体系具继承性活动的特点，总的特点是以大面积不均匀间歇性升降为主。第四纪以来，新构造运动强烈，区内河谷多形成深切峡谷，并堆积形成了多级阶地。
(4)气候条件:该流域地处暖温带半湿润半干旱气候的过渡地带，由于地形差异大，气候垂直变化显著，年均气温10.7℃，极端最低气温－19.2℃(1955年)，极端最高气温40℃(2001年)，≥10℃活动积温3360℃，无霜期184d左右，年日照时数2032.1h，年平均蒸发量1293.3mm，平均风速1.3m/s，年最大风速21m/s(1971年4月27日)。多年平均降水量为531.1mm，气象要素如图9－5－1所示。其中7，8，9三个月的降水量约占年降水量的50%以上，年最大降水量772.2mm(1967年)，年最小降水量仅为330.1mm(1996年)，年际降水量相差悬殊。24h最大降水量100mm(1965年)，30min最大降水量30mm(1949年)，10min最大降水量20.3mm(1957年)，实测降雨强度见表9－5－1。
图9－5－1 甘肃省天水站气象要素图
表9－5－1 实测降雨强度表
(5)土地利用现状:根据罗峪沟流域土地详查资料统计，截至2000年底，罗峪沟流域农业用地面积为3353.2hm2，占流域总面积的46.98%，其中坡耕地面积为2439.6hm2，基本农田为913.6hm2。林地面积为1309.4hm2，占流域总面积的18.35%，人工草地155.5hm2，占流域总面积的2.18%。其他用地(居民点、道路等)面积为1319.8hm2，占流域总面积的18.49%，未利用地面积为911.8hm2，占流域总面积的12.78%。水域87.3hm2，占流域总面积的1.22%。
二、风险识别
从该区水文地质、环境地质、气候、水文、人类活动及其影响范围的社会、经济等情况来看，该区存在泥石流发生的可能及造成生命财产等损失的风险。表现如下:
据史料记载:天水市罗峪沟流域在1540年、1642年、1652年、1740年、1866年、1894年、1927年、1933年、1954年、1958年、1961年、1965年、1987年、1988年、1999年均有大水造成重灾。其中有资料记载的1965年、1987年、1988年、1999年的具体情况为:
(1)1965年7月7日10时至18时，罗峪沟流域普降大暴雨，历时8h，中心强度57.3mm/h，降水总量100mm，洪峰流量达668m3/s，超过100a一遇。洪水泥石流翻堤冲入市区，人民路、红旗剧院、市医院一带受灾严重。共造成1556户受灾，死亡278人，毁坏房屋3800间，淹没农田580hm2，毁坏桥梁3座，20多个单位被淹。
(2)1987年4月19日下午16时至20日凌晨，罗峪沟流域普降暴雨，位于暴雨中心何家湾雨量站观测的降雨量达84.1mm。这次暴雨局部强度较大，流域平均降水量30.9mm，洪峰流量443m3/s，接近50a一遇。
(3)1988年8月7日14:00开始普降暴雨，历时共15h40min，降雨量81.5～116.6mm，暴雨中心师家湾降雨量为116.6mm。洪水起涨时间1h20min，落水时间22h40min，洪水总历时24h，洪峰历时所占总历时的比例为8.3%，洪水总量为502.2万m3，实测罗峪沟洪峰流量596m3/s，超过100a一遇。洪水平均含沙量347kg/m3，最大水深3.46m，冲刷深度0.56m。测验河段的右岸冲刷甚为严重，加之洪水来势凶猛，致使中断面处三根水尺及测验台连根冲去，使右岸河床底部呈陡坎形，线务站埋深1.5m的专用电缆线被洪水冲走。
(4)1999年8月17日晚19时40分至21时15分，罗峪沟流域突降大雨，历时1h35min，降雨量84.1mm，罗峪沟河水猛涨，洪峰流量为476.8m3/s，接近50a一遇，中梁、玉泉等乡部分村庄受灾严重，倒塌房屋24间，死亡2人，4个乡镇企业停产，水毁堤防1.2km，直接经济损失334万元。
严重的暴雨、洪水灾害，已给罗峪沟流域沿岸群众和城区居民的生命财产造成巨大损失，是影响城市市区安全的心腹大患。因此，进行罗峪沟流域泥石流的风险性评价具有重要意义。
一般地说，影响罗峪沟泥石流发育的环境因素主要有:
(1)植被覆盖:植被覆盖率的大小与泥石流的发生密切相关。它虽然不是直接产生泥石流的物源因素，但它却直接控制着松散岩石、各种类型的风化物质能否转化成泥石流的物质来源。因为在集水区内由于大量的枯枝落叶供应土壤表面，其产生的腐殖质促进土壤的团粒化，形成粗孔隙有利于降雨入渗，同时在植物的径叶可以附着降雨，减轻了雨滴直接冲击地面力，减缓了土壤侵蚀的能量，减少了泥石流形成的必要条件之一———物质来源。研究表明，植被覆盖率越小，集水区的洪水流量和洪峰时间就会增加，土壤易受侵蚀，加剧水土流失而产生泥石流灾害。
(2)岩石性质及构造:岩石是泥石流发育的重要物质来源。岩石首先是风化侵蚀后，才能成为泥石流发生的物质来源。在自然条件下，结构松散、易于风化侵蚀的岩石，在各种自然营力和地质营力作用下，如地表岩石在阳光、风、电、大气降水、气温变化、构造运动等，会引起岩石矿物成分和化学成分以及结构构造的变化，因为水力侵蚀、重力侵蚀、风力侵蚀、化学侵蚀、冻融侵蚀等各种侵蚀类型的作用下，导致岩石逐渐发生破坏而形成大量的被侵蚀的物质堆积于坡面、坡脚、沟底，成为泥石流发生的丰富的物质来源。研究表明，岩石性质对岩石风化速度的影响是显著的，随着风化的加深，岩石会有从初裂—巨裂—碎化的破坏过程。岩石的完整性即岩石的结构构造对加速岩石的风化影响也很显著，岩石暴露的面积越大、裂隙越发育、岩体的完整性越差，其受各种风化营力的破坏及影响越大，其风化速度将相对越快。
(3)地形地貌:地形地貌条件是对泥石流发育、分布起着控制作用的条件之一。泥石流的形成、分布与地形地貌有一定关系，高山陡坡沟谷发育，在降水和地表径流作用下，地表土壤、岩石风化物被冲刷、剥蚀、侵蚀，易形成崩塌和滑坡堆积于坡面、坡脚或沟底，为泥石流的发生提供了大量的物质来源和水流动力。另外，地形破碎、地面切割强烈，也相应加大了岩石侵蚀的面积，增加了物质来源。所以，地形地貌对泥石流发生的影响主要体现在两个方面:一方面加大了水流的动力;另一方面增加了引发泥石流发生的物质来源。
(4)沟谷发育程度及沟底纵降比:通常，主沟的泥石流物质是由众多小支沟提供的。各级支沟越发育，提供的物源就越多，纵降比越大，水流流动速度就越快，能量就越大，破坏力也就越强。当主沟汇集了大量的泥石流物质和来自不同动力的支沟水流动力时，它将沿着主沟一直向沟口运动。
(5)流域面积:泥石流的发生与否取决于流域面积(汇水面积)的大小和物源的多少，主沟、各级支沟只是承担汇集和搬运。流域内水量的多少是泥石流发生的主要条件之一，而集水的多少是由发生泥石流沟的流域面积所决定的，所以可以肯定地说，流域内物源再少，只要有足够的水源，泥石流也会发生。故流域面积的大小对泥石流的发育至关重要。
(6)水文气象:泥石流的产生与降雨的时序、降雨强度关系十分密切，据大量的统计分析研究，泥石流的产生与前期的降雨量关系很大。
(7)人类活动:人类社会的一些活动，如乱开乱挖、开垦、毁林毁草、放牧、不合理的工程活动等，都为泥石流的发生埋下隐患。
三、罗峪沟流域泥石流的危险评估
前面已经叙述过，罗峪沟小流域历史上曾经暴发过很多次的泥石流灾害，使得生活在该地区群众的生命和财产都遭受过巨大的损失，也极大地阻碍了当地的经济发展。在努力创建社会主义新农村建设的大环境下，合理规划土地利用、新农村建设的构筑蓝图，提出合理的、科学的避险策略，减轻或免受泥石流暴发后带来的危害，进行该流域的泥石流风险评价工作尤其重要。
1.野外调查
2006年度项目组成员首先在收集、分析已有资料的基础上，在该小流域进行了1/5万的针对可能引发泥石流灾害的环境地质调查工作，调查的重点主要是目前流域内可能成为泥石流的物质及其来源、土地利用现状、现有的居民分布和经济水平、暴发泥石流后可能的影响范围、各级支沟尤其是主沟的通行情况等。并根据野外调查、已有资料，结合航片对该地区的土地利用图进行了修改。
罗峪沟主沟呈现NW—SE方向，流域地势北高南低、西高东低，大体呈羽毛形状。流域的南部基本上为第四系黄土覆盖，地势总体上比北坡相对平缓，北部地势较陡，且以基岩出露为主，只在坡脚处零星分布一些第四系黄土覆盖在基岩之上。相对较大的支沟较发育，但规模相对较小的次级冲沟非常发育，它们的切割深度并不大，但沟底纵降比大。通过调查认为，罗峪沟流域里的耕地较多，大多存在着不合理的开垦，梯田基本上以顺坡地为主，由于耕地表层松散，一旦洪水暴发，将会为泥石流的发生提供大量的物源(彩图15)。
崩塌主要发生于第四系黄土地层和古、新近系泥岩地层(彩图16)，滑塌、小滑坡在该流域的地层中都有发生(彩图17)，而且到处可见。另外，在流域的北边，主要是基岩出露处，有很多人工开挖的痕迹(彩图18)，规模大小不一，基本上都是沿坡开挖，宽度在10～40m之间，长度在30～100m之间，深度在1～4m之间。开挖后的碎石有的顺坡堆积，有的顺坡滚落坡脚堆积(彩图19)，砾石大小也很不均匀(彩图20)。这种人工行为的具体用途尚不清楚，但它破坏了山坡的整体性，从远处看像切割的冲沟，人为加剧了侵蚀作用，同时也为泥石流的发育提供了大量的物源。加大了泥石流的破坏作用，因为开挖后的“槽沟”很陡，同样具有一定的汇水范围，在暴雨的作用下，水动力相对强大，冲刷力大，搬运能力强，在流动过程中，对沟底及两侧的侵蚀力加大，增加了泥石流的破坏力。
2.风险评价方法选择
目前关于泥石流风险评价的方法很多，通过现有资料和相关文献［102、103、110、173、176］的检索，经归类整理后在前面已经叙述。从前面的方法中可以看出，一些评价方法是利用一些新的技术、理论等在泥石流风险评价上的应用，还是处于一种尝试性的阶段，如斯特拉勒面积－高程分析法、流团模型法、投影寻踪方法等;一些方法其理论相对成熟，但在泥石流风险评价上的应用还有待于时间的检验，如神经网络法、数量化评分法与逐步回归综合法、模糊数学法等。因为泥石流为突发性的地质灾害，存在着很多的不确定性，虽然泥石流发生的机理认识比较成熟，其发生的特征及影响因素的认识也很清楚，但很多影响因素难以量化，所以对定量评价带来许多障碍。
本次泥石流的风险评价方法是引用刘希林等的单沟泥石流综合评价方法，即MFCAM模型［103］。该模型是刘希林等经过几十年的研究，在经过多次修改后建立的相对成熟的模型。该模型对与泥石流的风险评价分为危险度评价和易损度，该评价模型的建立经历了如下的过程:
最早的危险度评价共有8个评价因子:一次泥石流冲出物最大方量、泥石流发生的频率、流域内松散固体物质储量、泥石流最大漂砾粒径、泥石流最大密度、流域内最大12h暴雨、流域相对高差和流域面积。
20世纪90年代初，在最早的基础上，对单沟泥石流的风险评价中危险度的评价因子选取了12个:一次泥石流冲出物最大方量、泥石流发生的频率、流域面积、主沟长度、流域相对高差、山区平均坡度、流域切割面积、主沟弯曲系数、泥沙补给段长度比、24h最大降雨量、年平均降雨量、人口密度。
20世纪90年代，对单沟泥石流危险度的评价选取了10个因子，它们是:一次泥石流冲出物最大方量、泥石流发生的频率、流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割面积、主沟弯曲系数、泥沙补给段长度比、24h最大降雨量、人口密度。
最新的单沟泥石流风险评价中危险度的评价选取了7个评价因子:泥石流规模(M)、发生频率(F)、流域面积(S1)、主沟长度(S2)、流域相对高差(S3)、流域切割密度(S6)、不稳定沟床比例(S9)。其中前两项为主要内在因子，其余为次要因子。次要因子选取的方法是:从与单沟泥石流危险度有关的14个候选因子中，采用双系列关联度分析方法，分别将14个候选因子与泥石流规模和发生频率进行关联度分析，再根据每个候选因子与泥石流规模和发生的频率得出的两个关联度的平均值来确定是否与主要因子关系密切，从而决定其取舍。最新的单沟泥石流危险度的计算公式如下(刘希林，2002):
城市地质环境风险经济学评价
式(9－5－1)中，M、F、S1、S2、S3、S6、S9分别为m、f、s1、s2、s3、s6、s9的转换值(表9－5－2)。
表9－5－2 单沟泥石流危险度评价因子的转换函数［102、103］
虽然，准确地、定量化地分析和计算泥石流的危险度，即泥石流发生的概率并不是一件容易的事情。本次之所以应用该评价模型是因为该单沟泥石流危险度评价的基本原理和技术方法已初步成型，是研究者经过几十年的不断探索、分析研究的结果，并在实践应用中逐步得到完善和改进。这并不是偶尔为之的探索性工作。
3.罗峪沟流域土地利用的地质环境危险评价
很显然，该小流域存在的最大风险就是泥石流的发生，所以风险类型就是泥石流发生后，对其影响范围内可能带来的损失。
根据前述的城市土地利用的地质环境风险评价定义，风险评价=发生的概率与可能造成损失的乘积，利用MFCAM模型分别进行分析、计算。
危险度计算如下:
根据危险度的计算模型，首先需要知道m、f、s1、s2、s3、s6、s97个评价因子的实际计算值，然后对各因子根据表9－5－2进行转换，得出转换值。
A.泥石流规模(m)
罗峪沟流域泥石流的主要物质来源是:坡积黄土(其成分为粉沙—壤质黄土，并夹有各种碎屑物质，与原生黄土性质十分相似，它主要分布在梁坡下部较平缓的部位)、沟坡坡积和重力堆积(包括滑坡与崩塌)、山麓坡积—洪积层(多为角砾、巨石与粗砂)、崩积物、洪积物、冲积物、地表风化物和耕植层土壤等。根据该地区计算泥石流规模的经验公式:
城市地质环境风险经济学评价
式(9－5－2)中，m为泥石流规模;K为系数，取0.1～0.5;H为一小时最大降雨量，mm;α为系数取0.73;"为参数，φ意义如下:φ=(γc－10)/(γH－γc)。其中，γc为泥石流重度，kN/m3;γH为泥沙颗粒重度，取26.5kN/m3。
这里K取0.3，"经计算为0.513，H为40.6mm(实测资料)，F为71.37km2，计算出m:
m=1000×0.3×40.6×10－3×0.73×71.37×106×0.513=325539138(m3)
B.泥石流发生的频率(f)
发生的频率可以根据某一历史时期泥石流发生的次数而估计出一个泥石流发生的平均间歇期，从而得出泥石流发生的频率。通常用“次/a”或“次/100a”表示。根据有资料记载的该流域从1965～1999年的34a内，共发生泥石流灾害(危害程度不同)共4次，据此计算f为:11.8次/100a。
C.s1、s2、s3、s6、s9这些参数的都是从已有的资料、地形图或航片中获取，结果如下:
s1为71.37km2;s2为19.8km;s3为705.6m;s6为5.43km/km2;s9为11.42%。
根据表9－5－2的转换函数，对实际值进行转换，得到几个评价因子的转换值(表9－5－3)。
表9－5－3 危险度评价因子的实际值及转换值［102、103］
H=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+0.06S3+0.11S6+0.03S9=0.80即罗峪沟在100a尺度内发生泥石流的概率是0.8。
四、泥石流灾害的经济损失评价
若发生泥石流灾害，将使其发生区和影响区造成重大人员伤亡、破坏建筑物、毁坏公路等，具体评估过程如第六章第四节。评价结果见表9－5－4。
五、泥石流风险评估结果
天水市罗峪沟流域风险评估计算其发生的风险概率为0.8，处于易发阶段。需采取治理防护措施，减少灾害发生。根据资料及调查计算结果，罗峪沟泥石流灾害预测产生的经济损失见表9－5－4。
表9－5－4 预测泥石流灾害经济损失
由此可见，罗峪沟泥石流灾害发生的可能性很大，一旦灾害发生将影响到60.47km2土地范围，造成大量的人员伤亡，带来建筑、交通、农业以及工业等方面的巨大损失，后果将会非常严重，总计损失达2124371万元。
六、风险控制与管理
罗峪沟泥石流主要有泥流和泥石流两种类型，发生的概率为0.8，存在很大危险，灾害一旦发生将会造成2124371万元的经济损失。因此，需要采取相应措施防治泥石流灾害。主要有:
1.水土保持措施
减少泥石流沟的土壤侵蚀，防止水土流失，才能有效地避免灾害的发生。因此，需要因地制宜修建梯田，退耕还草，发展林果园，扩大草地面积，加大植被覆盖率，在沟底种植刺槐、杨树为主的沟底防护林。
2.谷坊建设
谷坊工程是治理沟道，防治泥石流的重要措施之一，在冲沟中选择V形沟道布设谷坊，减少水土流失。
3.淤地坝
通过对罗峪沟流域的实地勘察，分析论证，由于该区域受特定的地理位置、地形及地面组成物质诸因素的限制，淤地效益较低，淤地坝主要作用是拦洪淤泥，应选择在中上游各支沟中，规划淤地坝。
4.拦挡工程
罗峪沟泥石流对下游的沟口范围内的工程建筑等造成巨大威胁，因此，要修建拦挡工程。拦挡工程是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，减少泥石流对下游经济建设工程冲刷、撞击和淤积等危害的工程设施。最常见的有拦碴坝与急流槽相结合的拦排工程。
5.排洪渠
该流域内烟铺、刘家庄、赵家河、李家园子、何家庙5村位于泥石流支沟沟口，受泥石流威胁严重，应采取措施在这五个村落修建排洪渠。
6.加强监控管理
定时对罗峪沟流域可能发生泥石流的方位进行勘查，尤其每年雨季要加强泥石流的监控，及时报告其发展趋势，以便灾害发生时及时疏散人群，减少损失。
7.加强灾害宣传教育
要提高泥石流影响范围内的群众的灾害意识，进行灾害科普教育，使人们了解灾害发生的各种变化征兆，为有效地避开灾害打下基础。
罗峪沟流域泥石流的防护措施以巩固沟床、稳定沟坡、减轻沟蚀为目标，对威胁村庄的重要隐患处进行排洪或拦坝处理，尽最大限度减少灾害发生的可能性及经济损失。