2.2 泥石流发生条件

泥石流的形成与发育必须具备三个必要条件：①地形地貌条件；②松散物源条件；③水源条件。从这三个条件分析，前两者属地质条件，第三者是水文气象条件。三个条件必须同时具备，才可能发生泥石流，但其中某一个条件的差异将改变泥石流的性质及规模。

地形地貌条件是泥石流运动的能量条件，沟道的沟床纵比降达到一定坡度后，才具备泥石流启动及运动的动能条件，根据中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所的研究成果，泥石流易启动的沟床纵比降一般在260‰～580‰范围内。水电行业的统计分析表明，沟床平均纵比降大于105‰即可发生泥石流。

松散物源条件是泥石流形成的物质基础，参与泥石流的松散物源达到一定程度后，流体的性质及特征才具有泥石流的特征。

水源条件则是泥石流激发的外部因素，只有降雨达到一定强度后，才能有效地激发泥石流的暴发。

地形地貌条件、松散物源条件和水源条件三个要素就单个而言，其值越大越容易发生泥石流。根据对泥石流形成过程的研究，三个要素之间往往存在相互制约的关系，在物源一定的前提下，一般沟道纵比降越大，则激发泥石流需要的雨强则越小。泥石流形成过程三个要素之间的协调关系见图2.2。

图2.2 泥石流形成过程三个要素之间的协调关系图

2.2.1 地形地貌条件

研究表明，流域面积、主沟长度、比降、两岸山坡坡度等地形地貌条件对泥石流的发育程度、活动规律等方面有重要影响。

据相关资料，我国西南山区泥石流沟的平均沟床比降与泥石流发生的关系一般为：沟床纵比降小于50‰的沟道不易发生泥石流；沟床纵比降为50‰～105‰的沟道发生泥石流可能性较小；沟床纵比降为105‰～300‰的沟道发生泥石流可能性较大；沟床纵比降为300‰～500‰的沟道发生坡面泥石流可能性大。根据对水电工程泥石流沟坡降进行的统计，泥石流发生沟床纵比降发生区间为79‰～729‰，这与上述规律基本相同。

此外，根据对水电行业近百条典型泥石流沟的统计分析发现，泥石流暴发与沟道流域面积及沟长非线性相关。

2.2.2 松散物源条件

泥石流的松散土体来源主要取决于流域地质特征。在地质构造复杂和强地震地区，岩层破碎，以及滑坡、崩塌、风化、卸荷等物理地质现象发育的区域，沟谷两岸往往提供丰富的松散固体物源。

人类活动引起的松散物源主要由人类工程活动造成。如工业生产中产生的废渣、工程建设中的弃渣处置不当，山坡遭破坏、森林被乱砍滥伐而加剧水土流失等，为泥石流的形成提供了大量松散固体物源。

2.2.3 水源条件

泥石流的水源主要有大气降雨和冰雪融水，也有因堰塞湖溃决而造成泥石流的。

发生泥石流所需的水量与多种因素有关，主要取决于松散土体的性质和地形，若土体颗粒细、疏松、含水量高，且具有较陡的地形，则较少的水量即能引起泥石流。除沙漠、戈壁区外，一般山区流域都具备发生泥石流的水源条件。

泥石流的发生与降雨量密切相关。降雨量主要包括年降雨量、季节性降雨量、日降雨量、雨强。一般来说，年降雨量越大，泥石流活动越强，但发生泥石流的不同地质区的年降雨量差别很大，泥石流活动主要分布在雨季。日降雨量对泥石流的影响主要表现在一天之中的分配和量级对泥石流发生作用方面，泥石流发生所需要的日降雨量大小取决于流域的自然环境条件。对于雨强，大多数学者一致认为，雨强是激发泥石流的一个不可忽略的因素，大量的泥石流发生与H₁（1小时雨强）和H_1/6（10分钟雨强）密切相关。在泥石流发生前，持续降雨对物源的软化和饱和对发生泥石流至关重要，一般首次短暂暴雨发生泥石流的可能性相对较小，而在持续降雨后的局地暴雨容易发生泥石流。