2.3 泥石流形成过程

泥石流是降水、冰川融水等径流作用在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量固体物质（如岩土体、树木、杂草等）的固、液、气三相流体，它的活动过程基本介于洪水和滑坡之间，故泥石流的形成过程实质上是在一个流域的山坡上沟谷内固液气相物质互相作用、搅拌，向高浓度固液相颗粒流转化的全过程，是地形、物源、水源条件三者相互作用的复杂过程和结果。

根据水体对物源的水动力和物源的重力作用，可将泥石流形成过程分成搬运型和滑移型，以及由此两种过程衍生出的复合型，即搬运-滑移型，这三种过程可以分别与形成机理中的水力侵蚀、重力侵蚀及它们的复合组成相对应。

同一条沟泥石流可形成单一型或多种类型组合泥石流，即这一次泥石流以搬运型过程为主，而另一次泥石流以滑移型过程为主，而且还经常发生过程的复合叠加。在同一次泥石流过程中，还会出现形成过程的相互转化，如在同一次泥石流形成过程中，形成区内泥石流的形成过程主要表现为滑移型特征，流通区内泥石流的形成过程主要表现为搬运-滑移型特征，堆积区内泥石流的形成过程主要表现为搬运型特征。对于流域主沟道较短的沟谷，泥石流的形成过程多以滑移型为主；对于主沟道较长的沟道，可能会出现搬运型、滑移型和搬运-滑移型三种形态的相互转化复合叠加的过程。

2.3.1 搬运型泥石流形成过程

搬运型泥石流形成过程，即水流对沟床和坡面的强烈侵蚀过程。这种搬运型泥石流的特性及规模，一方面取决于水量的多寡和水体运动的性质；另一方面取决于松散物源的结构、组成和成分，前者决定着冲刷和侵蚀的强度，后者则决定着抗冲刷和侵蚀的能力，以及由此可能参与泥石流形成的物源量。形成搬运型泥石流水量来源主要是降雨、冰雪消融和水体(湖泊、水库、水塘等)溃决，而地表土层的结构状况和堆积物颗粒成分则决定于地质构造和人类活动情况，因而各流域是有一定差别的。

对于西南地区水电工程遭遇的泥石流而言，泥石流形成的水量来源主要是降雨。对于搬运型泥石流形成过程说来，主要决定于短历时的高强度暴雨，因为在这种降雨条件下极易形成强劲的地表径流，使沟床中的松散固体物质被揭底而产生搬运型泥石流。与此同时，坡面上的松散物质也易被侵蚀而搬运到沟床中，共同参与这种类型的泥石流形成过程。这种搬运型泥石流形成过程并不需要有充沛的前期降雨过程和降雨量，它的形成主要取决于降雨强度以及在此强度下的降雨总量。当然，在前期有一定的降雨的情况下，因地表湿润或达到饱和状态，降雨的地表径流系数就会增大，因而所产生的洪水量就大，对形成搬运型泥石流是十分有利的。

2.3.2 滑移型泥石流形成过程

滑移型泥石流形成过程，实质上是重力侵蚀机理发生作用的结果，它主要是山坡上或沟谷内的松散土体饱和液化后出现不稳定状态，在自身重力作用下发生的滑塌和迁移过程。

一般而言，充填的水体可以是雨水、泉水、冰雪融水和湖泊、水库、渠道渗水等，而被充水的堆积物则有流域内的地表堆积物、沟床物质、滑坡崩塌堆积物以及因构造破碎和地质软弱的基岩等。对于西南地区水电工程遭遇的泥石流来说，其水源最主要的是雨水，在个别情况下也有因渠道渗水而成的。由于这类泥石流形成过程需要使土体充水并达到饱和或过饱和状态，故其形成过程需要有能使土体过度充水从而达到破坏其原有物源的平衡状态的、充沛的前期降雨量，而且其降雨过程持续越长越有利。四川境内水电工程遭受这类泥石流的比例较小，目前规模较大的如“7·27”汉源县万工泥石流灾害。

另外在这类泥石流形成过程中，还会因沟床下切或坡脚掏蚀，使部分未被充水的固体物质失稳，巨大的块体跌入沟谷，以原状土体的形式漂浮在沟中泥石流表面上，并被沟中泥石流流体带走，这种状况只有在沟中泥石流黏稠、本身在做滑移运动才会出现，所以说它是发生在典型泥石流流域中的滑移型泥石流形成过程的一种极特殊的形式。

2.3.3 搬运-滑移型泥石流形成过程

在同一个流域中，因洪水揭底沟床物质或冲蚀坡面松散堆积物的搬运过程形成搬运型泥石流，山坡或沟床土体因充水饱和失稳的滑移过程形成滑移型泥石流，两种泥石流同时存在，两者数量又大致相当，最后又一起构成更大规模的泥石流，此即为搬运-滑移型泥石流形成过程。

由于泥石流形成过程本身就极为复杂，流域的状况亦各不相同，加上形成因素的时空分布的不同和不断变化，因此一次泥石流往往或多或少都带有滑移-搬运或搬运-滑移的组合过程，或者在这一沟段或部位以搬运型为主，而在另一沟段或部位又以滑移型为主。同时还伴有阻塞溃决现象。