泥石流性质分类：掌握防范与自救

我国对泥石流的研究和防治工作，已经投入了30年的时间，直到今天，才有可能做到按性质对泥石流进行分类。这种分类方法在过去应用得很多，但是，所用的分类标准，既不统一，又非硬指标，难于规范定性，因此难于应用。用泥石流容重（吨/立方米）来代表泥石流的浓度是过去常用的指标，但是，在同一容重下，常常会出现由不同固体物质组成的几种性质的泥石流；此外，还有采用代表粒径的方法，但是，有时也出现同一代表粒径（d50，dCp⋯）有不同浓度的现象，因此，它的性质也应该不同。在确定一条沟的泥石流性质时，要提供一些它的流变特征值，但是这些值不可能在现场准确得到，都是在后来才能取得的。对它们的优点和不足，通过研究，提出了一种新的性质分类方法。此法的分类指标包括以下两种：

（1）容重

它代表有多少泥石流固体物质，尤其是大于两毫米粒径的固体物质的含量。泥石流容重越大，则固体颗粒越多，泥石体越密集，结构越紧密，其运动阻力也越大。

（2）土水比

土水比是指泥石流中黏土（小于0.005毫米）重量与水体重量的比值。土水比能把泥石流浆体的性质显示出来，即土水比越大，泥浆稠度越大，黏性越强。

在对泥石流进行分类时，如果把这两个指标结合起来，那么，泥石流性质就能够被锁定而成为泥石流性质分类的硬指标，仅用一种指标分类的不足就能得以弥补。根据容重和土水比，可以将泥石流分为稀性泥石流、亚黏性泥石流、黏性泥石流、高黏性泥石流、水石流、泥流、高含沙水流七大类，其中，除了高含沙水流以外，其他均为泥石流学科研究范畴。下面，我们将一一简述其特点。

稀性泥石流：这种泥石流的容重为1.4～1.7吨/立方米，土水比为0.2～0.5。此类泥石流中泥浆的组成物质为小于0.005毫米的黏粒，而沙粒也几乎转变成悬移质，砾石成为推移质。由于没有很强的黏性，导致整个流体接近水流特性。其流面紊乱，有少量石块在流动时会发生翻滚碰撞，在近处可听见它们的撞击声。(www.xing528.com)

亚黏性泥石流：这种泥石流的容重为1.7～1.95吨/立方米，土水比为0.35～0.6。这类泥石流的流体性与稀性泥石流相比，稍有增强，有一定的结构力和黏滞力，搬运能力增加，流体在运动过程中没有浪花飞溅，但有波纹，有很微弱的紊动。

黏性泥石流：这种泥石流的容重为1.95～2.3吨/立方米，土水比为0.6～0.75。流体中有密集的大小石块，很稠的泥浆，充填在颗粒之间。本来，这会使黏性强度增强，但是，由于这种泥浆液能在粗石块间形成泥膜，起到润滑作用，使粗粒间的运动阻力大大降低，因此，黏性泥石流有着极快的运动速度。通常，其速度为4～8米/秒。

高黏性泥石流：这类泥石流只有在长期无雨的天气过程中，因暴雨突然降临，大量干粗泥沙砾石在径流的参与下才得以形成的泥石流，一般情况下，它在自然界很少发生。它们在往下游运动的过程中，由于河槽长期处于干枯状态，且泥石流中的水体大量下渗河床，因此加强了本来就很黏稠的泥石流的黏稠度，使之成为自然界少见的容重高达2.3吨/立方米以上的高黏性泥石流。这时的泥石流中的土水比在0.7以上，泥浆结构力和黏滞力更强。在运动过程中，石块之间泥浆变形所产生的阻力相当大，使泥石流的运动速度也受到影响，变得缓慢起来，通常在1米/秒左右，同时，由于两毫米以上的石块密集于泥石流浆体中，极不容易发生相对位移，因而，它常常保持一定的结构，呈蠕动或层状运动。

水石流：这种泥石流的容重至少要在1.5吨/立方米以上，土水比在0.2以下。它的特点是粗颗粒物质，尤其是大于两毫米的砾石和块石占总体的90％以上，黏粒含量极少，仅有极少数的沙和粉沙。山区大比降河溪夹运沙石的运动，基本上就是此类泥石流的运动过程。这些石块在水流中以推移、跳跃、碰撞的形式向前移动，因此，当水石流发生时，会像数架飞机俯冲，像奔驰的火车出动，发出很大的声音。到目前为止，我们还没有目睹和观测到大型水石流的活动情景，只是调查过它发生过后的现场，并拍有它们的堆积照片。从堆积体当中，当地农夫拣了许多条从上游冲下来的死亡的大蟒蛇，猜测它们可能是被石块相互撞击致死的。可见水石流的发生和运动与石块的相互碰撞有密切关系，能产生强烈的冲击力，能引起边岸崩塌等。所以，许多泥石流研究者对泥石流中粗大颗粒的运动，采用英国学者的颗粒在流体中碰撞的离散理论进行分析和解释是有一定道理的。

泥流：泥流是水石流的另一个极端。固体物质来源中缺乏粗颗粒物质，而黏土颗粒在细粒物质中的含量又很高，其土水比通常大于0.6，而其他固体物质的组成成分又多为沙和粉沙，这样组合成的泥石流就称为泥流。我国的西北高原黄土区是泥流主要发生地，它是黄河泥沙的一种主要供给。

高含沙水流：这类泥石流的容重通常低于1.5吨/立方米，土水比低于0.2，其流动过程相似于水流，只不过，它有较高的含沙量，在泥石流开始发生和结束时，都会发生这种现象。它是水力学正在研究和有待解决的课题。