泥石流是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发，浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥、奔腾咆哮而下，地面为之震动，山谷犹如雷鸣，在很短时间内将大量泥沙石块冲出沟外，在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积，常常给人类生命财产造成很大危害。
泥石流的形成，必须同时具备有丰富的松散固体物质、短时间内有大量水的来源和有一定坡度的利于集水集物的沟状地形三个基本条件。人类工程活动也是诱发泥石流的因素之一。形成泥石流的地形一般为山高坡陡，沟床纵坡大，汇流区地形有利于大量水源汇集，而且多为碎屑岩、浅变质岩及花岗岩风化强烈的地区，或者坡面、谷槽、溪沟堆积大量废土碎石的地方。泥石流的形成与降水关系密切，降雨量越大，形成泥石流的机率就越高。
1、陡坡碎石松土是泥石流的最基本条件
泥石流多发于河流的发源地，这些源头地区为深切的高山，高差一般都超过500米，沟床比降为150～300‰，最大达600‰（约30°），至于沟侧山坡则皆在30°以上，源头区山坡最大坡度在55°以上。暴雨洪水因此获得巨大动能，从而促使沟床、沟侧的大量堆积物起动，形成泥石流。
2、强度暴雨易激发泥石流
根据调查统计，泥石流主要与降雨强度关系密切，泥石流暴发在雨量集中，雨强最大的时段内。有研究提出日雨量超过暴雨标准(日雨量≥50mm)可能产生泥石流，日雨量大于70mm时，可导致多沟齐发的严重后果。泥石流发育在暴雨中心地区，激发泥石流的日雨量超过大暴雨标准 (日雨量≥100mm)。也有研究提出泥石流的激发因素是1小时雨强和十分钟雨强的共同作用。十分钟雨强11mm，1小时雨强36mm做为雨强界限值。这些都是各地区调查情况综合分析而定，对泥石流预测预报有重要参考作用。
3、人类不适当活动有可能诱发泥石流
随着社会的发展，人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。近年来，因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类活动主要有以下几个方面：
(1)不合理开挖：修建铁路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。因为这些活动常常破坏了山坡表层而导致暴雨容易入渗或破坏了边坡稳定性而引发滑坡、崩塌，进而导致泥石流的发生。
(2)不合理的弃土、弃渣：修路建房开矿大量废土废碴弃于山坡和溪沟河床，暴雨洪水冲滚下泻，形成的泥石流事例很多。
(3)滥伐乱垦：滥伐乱垦、丘岗开发、山林全垦全复等使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育，大大加重水土流失，进而山坡稳定性破坏，滑坡、崩塌等不良地质现象发育，结果就很容易产生泥石流。
泥石流具有两大特征：一是来势凶猛，成灾迅速；二是推、垮、堵、压数种破坏同时并发，灾情规模大，为害深。
泥石流下游地段，形成大片堆积。粘性泥石流停积后，形成许多与主流向平行的砾石垄岗，整体呈舌状。堆积物很混杂，层次不显，大石块多悬浮于堆积体的顶部、两侧或前缘，砾石表面常有粗糙的斑状或纺缍状擦痕。
泥石流作用也影响其下游相邻地区的地貌。如泥石流堆积体拥进下游主河河谷，就可能改变主河河谷形态，甚至阻塞河道，形成险滩或暂时断流成湖。
泥石流危害程度往往比单一的滑坡、崩塌和洪水的危害更为广泛和严重。它的表现在以下四个方面：
1、对居民点的危害：泥石流最常见的危害之一是冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所、设施，淹埋人畜，毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。
2、对基础设施的危害：泥石流可直接埋没车站、铁路、公路、摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引起正在运行的火车、汽车颠覆，造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河流，引起溪流改道，甚至迫使道路改线，造成巨大经济损失。建国以来，泥石流给我国铁路和公路造成了无法估计的巨大损失。
3、对矿山的危害：主要是摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。
4、对景观生态、环境资源和自然遗产造成毁灭性的、不可恢复的破坏。
泥石流既有暴雨洪水的水流动能，又挟带大量固体物质碎石岩土的自重，导致山洪容重大增，由坡面向下运动，产生了巨大的搬运力，能将覆在其上的巨块物质，产生强大冲击力，因而在山洪灾害中，泥石流破坏性最大。
1、以避让为主的措施
在泥石流将发生时，通过警报，采取紧急撤离措施，使泥石流过境时灾害损失减至最低。
当得知某区域一段时间内将发生泥石流时，则应对该地区采取紧急疏散和保护措施，人员需强行迁至安全区，要建立临时躲避棚，躲避棚的位置要避开沟渠凹岸，以及面积小而低平的凸岸和陡峭的山坡下，应安置在距离村庄较近的山坡或位置较高的阶台地上。
不要顺泥石流沟方向上游或向下游跑，应向沟岸两侧山坡跑，且不要停留在凹坡处。
2、以抑制泥石流发生为主的措施
采取蓄、引和拦挡工程，控制形成泥石流的水源和松散固体物质的聚积和启动；以行政管理、法令措施消除激发泥石流的人为因素，从而在源头上抑制泥石流的发生。
3、以疏导泥石流过境为主的措施
通过河道改造工程，调节泥石流的流向和流态，消减龙头能量，促使泥石流分流或解体，从而减少通过保护区河道的泥石流流量、流速，使其顺利过境不至危及两岸保护区的安全。
4、综合防御措施
针对被保护目标的性质和重要性，采取工程、生物、预警、行政等措施对泥石流进行抑制、疏导、局部避让等综合措施，以求达到最佳治理效和节省投资。
泥石流的防治原则是三个结合，即防治结合，生物措施与工程措施相结合，民办与公助相结合。全面规划，综合治理。
（一）坡面水土流失的防治
1、坡面松散土屑启动
据多方面观测，坡面启动断面平均流速一般大于0.5m/s。
下面列举各种不同土质的不冲流速供参考。
|
土 壤 名 称 |
υ′F（m/s） |
|
轻 壤 土 |
0.6～0.8 |
|
中 壤 土 |
0.65～0.85 |
|
重 壤 土 |
0.7～1.00 |
|
粘 土 |
0.75～0.95 |
通过计算，中等坡度地面，光秃坡地流速为植被好的流速的1.5～3倍。
据观测各种不同条件的坡土最大容许不冲流速分别为：
粉沙土0.7～0.8m/s
翻耕以后的疏松粘土、粘壤土：0.8～0.9m/s
草甸护面壤土1.0～1.2m/s
植被条件好的坡面，不仅坡面漫流速度减缓，允许不冲流速也大，一般乔灌木草甸混合山坡水土流失较少；中等坡度地开垦以后，特别坡面全垦全复(剃光头)，坡面漫流速大，而又容易被启动和冲洗。
据西北水保所1973年观测，在总降雨量346mm条件下，林地土壤流失量每亩4kg(6t/km2)，农耕地238～450kg(357～675t/km2)。另据湖南水土保持研究，大于15度的坡耕裸露地的土壤流失量一般每亩达1000～4000kg(1500～6500t/km2)。
2、坡面水土流失的防治措施
多数地区，山洪、泥石流的发生，与坡面水土保持和农业生产活动密切相关。因此，禁止坡地开荒，封山育林，种草种树，搞好水土保持，同时实行合理耕作活动，可以从根本上减轻山洪、泥石流的灾害。现将坡面一般防治措施介绍如下：
1、退耕植树种草，增加植被覆盖，制止坡土流失
林草植被的滞洪保土效应主要表现在：一是森林草甸对降水能进行一系列的再分配，以一定比率分配给林地的不同部位，最后成为地表径流的仅为一部分，从而减少了江河洪水量；二是延缓产流时间和减缓径流速度，使径流汇入江河的时间推迟，从而调节洪水流量，降低洪峰水位；三是森林枝叶和地被物挡雨，根系固土，减少了林地土壤侵蚀，使入河泥沙量大大减少，从而减轻洪水危害。
（1）将天水田和旱土改造成草场和果茶园
（2）改坡土为梯田
田间工程由于各地气候、土壤、作物种类、耕作习惯和地形条件各不相同，形式多样，有梯田、培地梗、地边埂、截水沟、水簸箕等，其中以梯田应用最广。梯田按其断面形状不同，可分为：水平梯田、隔坡梯田、阶式梯田、波浪式梯田等。按其修筑材料分有土埂梯田和石坎梯田。
（二）泥石流的拦截措施
由于一些地区植物较差，山洪泥石流为害严重，对一些小流域的居民区、铁路、公路、电站、矿山等需要保护载我威胁很大，要求采取积极的工程治理措施，我国在泥石流多发地区积累了这方面的经验。防治泥石流的对策主要是：
稳：用排水、拦挡、护坡等稳住松散物质、滑塌体及坡面残积物；
拦：在中、上游设置谷坊或拦挡坝，拦截泥石流固体物；
排：在泥石流流通段采取排层渠(槽)，使泥石流顺畅下排；
停：在泥石流出口有条件的地方设置停淤场，避免堵塞河道；
封：即封山育林，退耕还林；
造：退造林种草，增加植被复盖率。这种生物措施与工程措施相结合的综合治理，从长远考虑以利治本，又可配合发挥工程措施的效益，创造有利环境。
现将工程防治措施举例如下：
1、谷坊
谷坊是在山溪沟道上横向修建的5m以下的低坝，又名闸山沟、沙土坝、拦沙堰等。其作用是为防治沟底下切、沟头上延，还可拦蓄泥沙，使沟底坡度平缓，河床固定，达到减小水流流速和洪水流量保护沟道。
石谷坊溢水口可直接设在谷坊顶部的中间或靠近地质条件好的岩坡一侧，过水部分可用浆砌。土谷坊一般不允许洪水漫顶，因此，土谷坊的溢洪口是一项重要设施，一般布设在坝址一侧的山坳处或坡度平缓的实土上。如果设在谷坊上但应做好防冲处理。
谷坊溢水口一般为矩形，断面可用下式宽顶堰公式计算，也可参照下表确定。
式中：B——溢流口宽度(m)
Q——溢洪流量立方m/s
M——流量系数，一般用0.35
g——9.81m/s2
H0——计算水头(m)，可采用溢洪水深H值。
土谷坊溢洪道断面尺寸表
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集水面积 （亩） |
黄土山区 |
土石山区 |
侧坡 |
||
|
水深（m） |
底宽（m） |
水深（m） |
底宽（m） |
||
|
5 |
0.1 |
0.6 |
0.2 |
0.4 |
1:1.25 |
|
15 |
0.2 |
0.9 |
0.2 |
0.6 |
|
|
45 |
0.3 |
0.9 |
0.3 |
0.7 |
|
|
75 |
0.4 |
0.9 |
0.4 |
0.8 |
|
|
105 |
0.5 |
1.0 |
0.5 |
0.9 |
|
|
150 |
0.6 |
1.2 |
0.6 |
1.0 |
|
坊溢洪口下游与土质沟床连接处，应设消能防冲设施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法进行。谷坊淤满后要充分利用淤成的土地，种植防冲林木，维护好溢水口，防止形成新的冲沟。
2、拦挡坝(拦沙坝)
拦挡坝的目的是以拦蓄山洪、泥石流中的固体物质而采取的防护治理措施。拦挡坝有砌石重力坝、砌石拱坝、铁丝石笼坝、格栅坝等类型。
砌石拦挡坝一般是坝顶溢流，为减轻过坝泥石流击撞，坝体下游坡设计应当陡，而上游坡应当缓(利用坝内淤积物压重，增加坝体稳定性)。
3、排导渠(槽)
排导工程的作用，主要是畅排泥石流，控制泥石流对通过区或堆积区的危害。对于游荡性泥石流沟也可采用，以取得固定沟槽的作用。因为泥石流的破坏性主要表现在水流泥流产生冲击破坏和淹埋破坏。消除卡口，拓宽沟道，或修建泄洪槽、顺水坝护岸和导流堤等，都属于排导工程。在设计这些建筑物时，除考虑水流所固有的冲刷作用外，还应考虑产生的磨损作用，以及建筑物受冲击后，所产生的机械损坏。设计泥石流排导工程，可沿用加以修正的水力学公式和水工结构计算。
为充分利用天然冲沟，纵坡选择略大于原纵坡。
排导渠湾道曲率半径一般为8倍渠底宽。
渠槽深度确定：
H＝hc+h1+△h
式中：H——渠道边墙高度(m)
hc——渠中泥深(m)
h1——渠顶超高，取h1＝0.6m
△h——弯道附加超高(m)
（三）沉沙池与分沙场
在泥石流沟道流路上利用荒洼低地或开挖圈围，配合有利的弯道河势，拦截分流沙石，减少泥石流沙石冲压范围。但是这与拦沙坝、拦挡坝不同点，在于沉沙而不是阻断流路，不必对泥石流压力和冲击力进行动力计算，只是确定沉沙池防洪标准，选择沙池合适地点，划定经济合理范围，取得最大的容沙量为准。
拦石场这项措施，在我国举世闻名的都江堰枢纽工程的布置体系中，“飞沙堰”就是一项成功的分洪减沙工程。天然溪流河道多为弯道，很少有泥沙堵塞现象，许多河道经人工裁弯取直以后，发生泥沙堵塞新槽，洪水冲决新河堤，水仍然走老河槽。造成以上现象的原因
