gbt14498工程地质术语
㈠ 西藏自治区贡觉县泥石流灾害研究
戚国庆1曹修定2夏抱本3滕云3
(1成都理工大学地质灾害防治国家专业实验室，四川成都，610059;2中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所，河北保定，071051;3西藏自治区生态环境地质研究所，西藏拉萨，850000）
【摘要】西藏自治区贡觉县境内发育有影响居民安全的者龙洼Ⅰ沟、者龙洼Ⅱ沟和克西林沟等3条降雨型泥石流沟。本文根据非饱和土强度理论对其成因机理进行了研究，建议用临界雨量线模型框架来建立贡觉县泥石流的预测模型，并依据者龙洼Ⅱ沟泥石流爆发前20日的降雨量数据进行拟合分析。结果表明：文中建议的两个临界雨量线模型框架均适于用来建立贡觉县降雨型泥石流爆发的预报模型。
【关键词】泥石流非饱和土基质吸力预报模型
1 引言
贡觉县位于青藏高原东部，横断山脉北段。据《西藏地貌分区图》，该县属藏东大起伏—极大起伏的高山河谷区。县内地形坡度一般在30°～40°，部分大于60°。位于该县东南部、约占全县总面积34.4%的高山峡谷地区，是泥石流及其他地质灾害高发区。
泥石流是一种携带大量泥土和碎屑物质的间歇性洪流[1]，具有突发性和很强的破坏力。泥石流的形成必须具备3个条件：物源条件（丰富的松散物质来源）、水源条件（气象水文条件）和地形地貌条件等。运用非饱和土力学理论，在对贡觉县泥石流形成的地形地貌条件、物质组成及气象水文条件进行调查研究的基础上，对贡觉县泥石流的形成机制及预报模型进行了探讨。降雨型泥石流的形成过程划分为两个阶段[2]，即：降雨型泥石流的固体松散物质中由基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段和孔隙水压力增大引起的有效应力降低、发生泥石流阶段。
2 贡觉县泥石流的形成条件
2.1 地形、地貌条件
调查发现，贡觉县泥石流主要分布在位于该县东南部高山峡谷区的木协乡，直接威胁附近居民生命财产安全的泥石流沟有3条，者龙洼工沟，者龙洼Ⅱ沟，克西林沟（见图1）。
贡觉县境内发育的泥石流具有明显的形成（物源）区、流通区和堆积区。该县泥石流主要分布于沟床比降大的沟谷中，为沟谷型泥石流。泥石流沟在形成区、流通区呈“V”字型，总体坡度35。左右；堆积区位于沟口，呈扇形，坡度约为15°。泥石流沟的植被覆盖率约为15%，沟谷均长达2km以上，沟床平均纵坡降130‰。
2.2 固体松散物质的颗粒分布特征
贡觉县泥石流的物质来源主要为山坡表层的第四系松散堆积物、岩石风化物质及崩塌、滑坡堆积物等。克西林沟泥石流（GJ—0028）的物质来源为沟两侧的也古、拉巴滑坡堆积物。者龙洼I、Ⅱ泥石流（GJ—0033、GJ—0035）发育于硬岩中，其物质来源主要为岩石风化物质及崩、坡积物。3条泥石流沟地表松散物质厚均达6.5m以上。
图1木协乡泥石流分布
1.水系；2.房屋；3.公路；4.地层界线；5.断层；6.泥石流；7.元古界雄松群片麻岩组；8.元古界雄松群大理岩组；9.花岗岩
泥石流固体物质的颗粒分析结果（见图2）显示，者龙洼Ⅱ、者龙洼I及克西林泥石流固体物质的颗粒分布有以下特点：①固体物质颗粒粒径分布范围很广，从几微米直至几米的变化范围，其粒径分布曲线呈山峰型。说明该区泥石流中固体物质含量较高[3,4]；②固体物质颗粒在0.01mm粒径以下的分布是一致的，0.01mm粒径以上的分布有所区别，者龙洼Ⅱ泥石流3～10mm粒径的物质含量相对较高，克西林泥石流中0.1～0.5mm粒径的物质含量相对较高。这主要是由于其物质来源上的差异造成的。
图2木协泥石流固体物质颗粒分布曲线
1.者龙洼Ⅱ泥石流；2.者龙洼I泥石流；3.克西林泥石流
2.3气象水文条件
贡觉县泥石流的诱发因素为大气降水，属降雨型泥石流。贡觉县与毗邻的芒康县同属高原温带湿润、半湿润气候。年降雨量450～570mm，降雨量偏少，旱、雨季分明，全年降雨主要集中在6～9月份，多为大雨、暴雨，灾害性天气较多。平均气温贡觉县为5.2℃、芒康县为3.5℃。
贡觉县位于金沙江西岸，金沙江呈南北向沿贡觉县东部边界通过，区内流程约80km。县境内发育有热曲、斜曲、董曲、过曲、罗麦河、布热曲呷、马希弄、阿香希等河流，均属金沙江中上游支流。河流分水岭位于贡觉县中部，基本上呈南北向展布，其中热曲河流域主要位于分水岭以西，斜曲、董曲、过曲、罗麦河、布热曲呷、马希弄、阿香希等河流流域均位于分水岭以东。境内最大河流为热曲河，自北向东汇入金沙江，区内流程约110km，全河道平均比降4‰～7‰，河宽约50～70m。河流两侧次级水系呈树枝状。马曲、纳曲、则曲为其支流水系；贡觉县境内的泥石流大多数发育于斜曲河谷，洛曲为斜曲上游支流水系。
流域的水文情势受地理位置、地形、气象因素等影响，变化十分复杂，各地差异很大。本流域径流主要靠降水补给，地下水和融雪也占相当的比例，径流年际变化较大，在1.5倍左右。年内随着旱、雨季的变化呈现枯、丰水季节，洪水主要由降水产生，洪峰流量不大，一般洪、枯流量变化在10倍左右。
3降雨型泥石流的形成机理分析
降雨型泥石流的形成可分为两个阶段[2]：第一个阶段，非饱和固体松散物质由于含水量持续增加，达到饱和状态，基质吸力下降引起的抗剪强度丧失；第二个阶段，饱和的固体松散物质由于含水量持续增加，水压力增大，有效应力减小，发生泥石流。
3.1由基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段
依据（Fredlund等，1978）非饱和土抗剪强度公式[5]，非饱和固体松散物质的抗剪强度可以表示为：
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中：C′为有效粘聚力；σf为破坏时在破坏面上的法向总应力；u。为破坏时在破坏面上的孔隙气压力；uw为破坏时在破坏面上的孔隙水压力；（σf-ua)f为破坏时在破坏面上的净法向应力状态；（ua-uw)f为破坏时破坏面上的基质吸力；φ′为固体松散物质的内摩擦角；φb为表示抗剪强度随基质吸力而增加的速率；
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式中：（ua-uw)r为残余含水量θr所对应的基质吸力；（ua-uw)b为土的进气值；θ为体积含水量；θs为饱和体积含水量。
公式（2）显示，在降雨型泥石流形成的第一阶段，由于降雨入渗，处于非饱和状态的固体松散物质的含水量θ不断增加，基质吸力（ua-uw）不断下降，使得
3.2孔隙水压力增大引起有效应力降低，发生流动阶段
降雨具有一定历时后，非饱和固体松散物质含水量增加，并达到饱和后，含水量继续增加，将在固体松散物质中产生孔隙水压力 uw。固体松散物质中的水量越多，孔隙水压力 uw越大，其抗剪强度也就越低。饱和固体松散物质的抗剪强度随孔隙水压力的变化关系为：
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式中：C′为固体松散物质的有效粘聚力；φ′为固体松散物质的有效内摩擦角。
当固体松散物质达到饱和状态后，就进入了降雨型泥石流形成的第二阶段。此时，饱和的固体松散物质启动与否的判别式[6]为：
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式中：A为固体松散物质与沟床的接触面积；G为固体松散物质重量；T为水流推力，其值较小，为次要影响因素；β为沟床底坡坡度；K为固体松散物质稳定性系数，当 K=1时，饱和固体松散物质处于极限状态；当 K＞1时，饱和固体松散物质处于稳定状态，不会发生泥石流；当K＜1时，饱和固体松散物质处于不稳定状态，将会发生泥石流。
公式（4）反映了降雨型泥石流启动与否的力学机制，在这一阶段，短历时的具有一定强度的降雨使得固体松散物质中渗入的水量来不及排出，加上周围降雨汇流的作用，固体松散物质将启动，形成泥石流。
4贡觉县泥石流的预报模型探讨
降雨型泥石流的发生是前期实效降雨量与短历时具有一定强度的降雨共同作用的结果。在其形成的第一阶段，固体松散物质含水量的增加与前期实效降雨量关系密切。第二阶段，短历时、具有一定强度的降雨起主导作用。由降雨型泥石流形成的机理分析可知，前期实效降雨量越大（越小），则形成泥石流所需的短历时降雨指标就越小（越大）。
前期实效降雨量[7]P。由当日降雨量H24以及前若干日降雨量Pt（赋存于固体物质中）的剩余部分组成。式中：R为递减系数；n为前期降雨影响期。递减系数和前期降雨影响期应依据当地气候条件和固体松散物质的组成岩性、含水量、孔隙率、渗透系数、基质吸力来确定。
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短历时具有一定强度的降雨指标一般采用10分钟降雨量、60分钟降雨量、24小时降雨量等。
降雨型泥石流的预报主要采用临界雨量线模型。但泥石流沟谷特征的差异和固体松散物质非饱和土力学性质的差异，都将造成预报模型框架的差异。蒋家沟模型[8]是一种临界雨量线模型，其模型框架可以写成如下形式：
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式中：短历时降雨指标 R1。为10分钟降雨量（mm）；实效降雨量P。为20天内的有效降雨量，递减系数 R=0.8;A、B、M为拟合参数。蒋家沟模型中，对于泥石流的雨量临界线，A=5.5,B=0.098,M=0.5mm；对于泥石流的爆发雨量线，A=6.9,B=0.123,M=1.0mm。蒋家沟模型预报提前时间为17～20分钟，报准率为86%，错报3%，漏报为11%。
另一种临界雨量线模型框架为：
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式中：A、B为拟合参数。对排土场泥石流[9]进行观测，得到的雨量线由EF段和FG段构成，对于EF段：A=293.33,B=-5.93；对于FG段：A=76.46,B=-0.48；在两段曲线的连接点 F处，R10=1.44mm,P.=39.79mm。
以贡觉县者龙洼Ⅱ泥石流为例，对上述两个预报模型（公式（6）、公式（7）进行探讨。者龙洼Ⅱ泥石流于2003年6月20日爆发，者龙洼泥石流爆发前20天的降雨量见表1。
表12003年6月1日至20日逐日降雨量
依据表1，应用公式（5）得出其前期实效降雨量P。为30.57mm，运用公式（6）得出发生泥石流的10分钟临界降雨量R10为2.33mm，运用公式（7）得出发生泥石流的10分钟临界降雨量R10为3.67mm。而该地区多年平均最大10分钟降雨量为6.0mm[10]，大于由公式（6）、公式（7）得出的发生泥石流的10分钟临界降雨量R10值，处于暴发泥石流的临界状态。这一与实际情况相符合。上述探讨说明：这两个临界雨量线模型框架均可以用来建立贡觉县降雨型泥石流暴发的预报模型。
5结论
从诱发因素来看，西藏自治区贡觉县境内的泥石流主要为降雨型泥石流。文中建议的两个临界雨量线模型框架，均适于建立贡觉县降雨型泥石流暴发的预报模型。
对于降雨型泥石流，当形成泥石流的物质条件（按一定坡度堆积的固体松散物质、一定的汇水面积等条件）具备时，泥石流的发生是前期实效降雨量和短历时强降雨共同作用的结果。依据非饱和土强度理论，可将降雨型泥石流的形成划分为两个阶段：第一个阶段，基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段，该阶段与前期实效降雨量有关。第二个阶段，泥石流发生阶段，与短历时强降雨有关。
应用非饱和土力学原理研究降雨型泥石流形成机理的优点是：可以通过对可能形成泥石流的固体松散物质的非饱和物理力学性质的研究，来预先判断在降雨条件下，会不会发生泥石流以及所需要的降雨条件和雨型，从而为泥石流的准确预报提供更强有力的理论依据。作者将在今后的研究中进一步加强这一理论在泥石流领域的应用研究。
参考文献
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[10]中国科学院—水利部成都山地灾害与环境研究所，西藏自治区交通厅科学研究所.西藏泥石流与环境[M].成都：成都科技大学出版社，1999
㈡ 地质资料信息服务集群化和产业化标准规范研究报告
研究单位:全国地质资料馆、上海市规划和国土资源管理局、国土资源部信息中心、国土资源部油气资源战略研究中心、国土资源实物地质资料中心
子课题负责人:单昌昊
子课题研究人员:丁 锋 马飞飞 王正平 刘向东 李景朝
张立海 单昌昊 周 舟 贾文珏 颜世强
报告编写人:颜世强 马飞飞
第一章 地质资料信息制度标准规范现状
一、地质资料信息制度标准规范总体框架
地质资料信息制度标准规范总体框架，纵向上由法律法规和标准规范两个层次组成，法律法规包括法律、行政法规、各级规范性文件，标准包括不同级别的工作标准、规范，横向上由地质专业制度标准、信息化制度标准、地质资料馆藏服务制度标准组成，既有区别又紧密联系。
本章重点介绍制度标准规范现状，从地质资料服务、地质专业、地质信息化三个方面，分法律、标准两类详细说明。
(一)地质资料管理及服务工作制度标准规范现状
1.地质资料管理和地质科技档案管理法律、法规及有关规范性文件
主要有:中华人民共和国矿产资源法、中华人民共和国档案法、中华人民共和国矿产资源法实施细则、中华人民共和国档案法实施办法、地质资料管理条例、地质资料管理条例实施办法、地质行业地质科技档案工作条例、地质矿产部岩矿心管理规定、原本地质档案验收办法(试行)、实物地质资料管理办法、涉密地质资料管理细则等11项。
2.地质资料档案管理技术标准规范
主要有:地质资料档案著录细则、地质勘查钻探岩矿心管理通则、档案馆建筑设计要点、磁性载体档案管理与保护规范、档案工作基本术语、归档文件整理规则、电子文件归档与管理规范、科学技术档案案卷构成的一般要求、油气勘探与开发地质资料立卷归档要求、成果地质资料电子文件汇交格式要求、地质勘查钻探岩矿心管理通则、原始地质资料立卷归档规则、油气成果地质资料电子文件制作汇交细则、油气成果地质资料计算机著录细则、图文地质资料扫描数字化规范(试行)、石油地质原本档案立卷归档办法(试行)、地质矿产部测绘档案立卷归档办法(试行)、地质矿产部基本建设档案立卷归档办法、海洋地质原本档案立卷归档办法(试行)、探矿工程档案立卷归档办法、设备档案立卷归档办法、地质矿产部实验测试档案立卷归档办法(试行)、1∶5万区域地质调查原本档案立卷归档办法(试行)、全国汇交地质报告质量验收试行规定、矿产和地下水勘探报告审批办法(试行)、原本地质档案验收办法(试行)、地质矿产部地质学院科学技术档案管理办法(试行)、地质矿产部科学技术档案工作暂行条例、水文地质工程地质钻孔技术档案说明、油气勘探与开发地质资料立卷归档要求等29项。
3.地质资料保密相关规定
主要有:中华人民共和国保守国家秘密法、中华人民共和国保守国家秘密法实施办法、国土资源管理工作国家秘密范围的规定、国家秘密保密期限的规定、印刷复印等行业复制国家秘密载体暂行管理办法、国土资源部保密文件管理暂行规定等6项。
4.地调局地质资料信息服务文件
主要有:中国地质调查局地质调查资料接收保管和服务管理办法(试行)、中国地质调查局地质调查资料管理办法等两项。
(二)地质专业及资料信息化工作制度标准规范现状
1.跨行业通用标准及其相关标准
(1)国土资源数据描述标准
国土资源信息元数据。
(2)国土资源应用系统与网络建设标准
国土资源应用软件设计开发规范、国土资源应用软件质量要求与测试、国土资源网络系统建设规范。
(3)通用标准的相关标准
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续表
续表
2.地质矿产行业信息化标准
(1)数据描述标准
地质图用色标准及用色原则(1∶5万)DZ/T0179、地质矿产术语分类代码GB9649-88
(2)数据库标准
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续表
续表
3.地质调查通用标准
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4.区域地质调查通用标准
推进地质资料信息服务集群化产业化
5.城市区域地质调查标准
城市区域地质调查技术要求(1∶50000)DZ/T0094-1994。
6.海洋区域地质调查与监测标准
海洋区域地质调查规范(1∶1000000)DZ/T0147-2009。
7.海洋矿产勘查标准
大洋金属结核矿产勘查规程GB/T17229-1998。
8.海洋地质其他标准1∶50万海区磁力异常平面图编图规范DZ/T0234-2006、1∶50万海区地貌图编图规范DZ/T0235-2006、1∶50万海区第四纪地质图编图规范DZ/T0236-2006、1∶50万海区自由空间重力异常编图规范DZ/T0237-2006
9.陆地油气金属非金属矿产调查勘查通用标准
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10.陆地油气金属非金属矿产调查标准
战略性远景调查规范(1∶5万)DD2004-04、固体矿产推断的内蕴经济资源量和经工程验证的预测资源量估算技术要求、煤田地质填图规程(1∶50000、1∶25000、1∶10000、1∶5000)DZ/T0175-1997、自然重砂数据库建设标准。
11.陆地油气金属非金属矿产勘查标准
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12.水文工程环境灾害地质调查勘查通用标准
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13.水文地质调查与监测标准
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14.工程地质调查标准
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15.环境地质调查与监测标准
区域环境地质调查总则DD2004-02、城市环境地质调查规范(1∶50000)DD2008-03。
16.地质灾害调查监测与防治标准
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17.地球物理勘查与方法通用标准
地球物理勘查技术符号GB/T14499-1993、地球物理勘查图图示、图例和代码及色标DZ/T0069-1993、岩矿石物性测定技术规程DD2006-03
18.重力勘查与方法标准
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19.磁勘查与方法标准
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20.电勘查与方法标准
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21.地震勘查与方法标准
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22.放射性勘查与方法标准标准
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23.应用地球物理勘查与方法标准
固体矿产预查普查中物化探遥感工作要求DD2003-03。
24.地球化学勘查与方法通用标准
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25.岩石地球化学测量技术标准
岩石地球化学测量技术规范(含采样、钻孔、岩石、坑道)DZ/T0248-2006。
26.土壤地球化学测量技术标准
土壤地球化学测量规范(包括不同比例尺、各阶段的要求)DZ/T0145-1994。
27.水系沉积物地球化学测量技术标准
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28.气体地球化学测量技术标准
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29.生态地球化学调查评价标准
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30.应用地球化学勘查与方法标准
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31.遥感地质调查与方法标准
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32.应用遥感地质调查与方法标准
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33.钻探坑探技术方法通用标准
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34.钻探技术方法标准
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35.坑探技术方法标准
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36.地质测量通用标准
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37.地质图底图编绘标准
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38.地质专业测量标准
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39.地质实验测试通用标准
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40.岩矿石样品分析方法标准
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41.土壤样品分析方法标准
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42.水样品分析方法标准
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43.同位素方法标准
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44.物化性能测量标准
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45.地质实验测试标准物质
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(三)各试点省集群化建设备用标准规范
1.上海和湖北集群化试点采用标准
结合上海地区地质资料的特点，既按照全国地质资料馆有关地质资料信息化的要求执行，又要制定适合上海的地方具体信息化的要求标准。主要有:《地质资料管理条例》、《图文地质资料扫描数字化规范SZ1999001-2000》、《地质资料档案着录细则DA/T23-2000》、《成果地质资料电子文件汇交格式SZ1999002－2001》、《归档文件整理规则156.5DA/T22-2000》、地质资料管理办法、工程地质勘察项目汇交格式、地质资料信息化技术要求、工程地质勘察资料入库数字化要求、上海城市三维地质信息系统各专业属性表格设计。
湖北省参照上海市有关规范标准执行。
2.湖南省集群化试点采用标准
主要有:D2004-04战略性矿产远景调查技术要求(试行)、DD2005固体矿产勘查原始地质编录规程、DZ/T0001-91区域地质调查总则(1∶50000)、DZ/T0127-94固体矿产矿点(床)地质数据文件格式、DZ/T0179-1997地质图用色标准及用色原则(1∶50000)、DZ/T0078—93固体矿产勘查原始地质编录规定、DZ/T0079-1993固体矿产勘查地质资料综合整理研究规定、DZ/T0216-2002煤层气资源/储量规范、GB/T19308-2002固体矿产地质勘查规范总则、GB/T13687-92固体矿产普查总则、GB/T17766-1999固体矿产资源/储量分类、GB/T13908-2002固体矿产地质勘查规范总则、GB/T14498-93工程地质术语、GB958-89区域地质图图例(1∶50000)、GB13923国土基础信息数据分类与代码、GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码、GB/T9649-88地质矿产术语分类代码、GB/T7408-2005/ISO8610∶2000数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法、GB/T17798-2007地理空间数据交换格式等。
3.青海省集群化试点采用标准
主要有:GB2260-99中华人民共和国行政区划代码、GB958-89区域地质图图例(1∶50000)、GB9648-88地质矿产术语分类代码、GB/T13989-92国家基本比例尺地形图分幅编号、GBT17694-1999地理信息技术基本术语、DZ/T0001-91区域地质信息总则(1∶50000)、DZ/T0197-1997数字化地质图图层及属性文件格式、DDB9702GIS图层描述数据内容标准、DZ9701资源评价工作中地理信息系统工作细则、DZ/T0179-1997地质图用色标准及用色原则、DZ地质资料著录文件格式、地质矿产勘查标准汇编(1999)、全国地质工作程度数据库建设工作指南(2006年9月修订)、中国地质调查局地质调查技术标准(中国地质调查局，2008年7月)等。
二、地质资料信息工作制度标准规范存在问题
推进“两化”需要标准先行，尽管已基本形成了地质资料服务、地质专业、国土资源信息及地质调查信息化标准体系，但从国家“两化”的总体需求来看，已经形成的这些标准还远不能满足“两化”工作的要求。统一规划、统一标准是推进“两化”的关键，在“两化”建设的过程中，标准是关键，应用是核心。目前的标准化工作还存在以下不足:
(一)实现地质资料信息集群共享关键技术的标准显得薄弱与研发滞后
与国外先进国家相比，目前我国在地质资料信息共享方面的标准制订相对滞后，当前已经完成的标准主要集中在专业的代码标准，支持空间数据网络共享的标准仅有空间数据格式转换标准，然而由于地质资料数据的特殊性，在图例、图示方面，该标准尚不能满足地质数据转换的需求，为此这一方面的标准化工作任重道远。“九五”和“十五”期间，国家在地理空间信息共享的标准、政策、运行模式方面开展了全面和卓有成效的研究工作，取得了显著进展，为国家制订实施空间信息基础设施发展规划和相关政策措施奠定了基础。但大部分标准、政策还停留在“研究”和“建议”的水平。研究提出支持我国资源环境地理空间信息共享同时符合我国国情的政策、标准、管理运行模式已经成为当前各级空间信息共享建设和应用的迫切需要。为实现信息的广泛共享，还应大力加强地质资料信息的分类编码标准、数据访问协议、数据分发标准、科学语言描述规范等标准的制定。
(二)标准体系不健全，地质资料信息服务方面的标准或规范严重缺乏
美国、英国、加拿大、澳大利亚、荷兰等发达国家与地区经历以社会信息化和信息社会化为标志的知识经济发展过程，带动了经济全球化，建立健全了国家空间信息基础设施，海量的地球空间信息提供利用，通过政府调控与市场调节相结合的政策导向和各种机制，使空间信息技术逐步实现了产业化，并因此获得了巨大的经济与社会利益。标准化建设是实现空间信息技术产业化的关键，没有一体化的地质资料信息服务标准，就无法建立一体化的服务体系。
(三)已形成的标准多属某个具体工作项目的技术约定，单个标准之间的协调性差，制约了地质资料信息集群化开展
目前的地质资料信息服务标准或技术约定的制定大部分都是根据具体的工作项目或是某一特定的地质任务而形成的，各标准之间的协调性较差，使今后海量、多源数据的综合一体化管理和综合应用受到限制。而应用GIS对地理、地质、地球物理、地球化学、遥感、环境、土地等多源地质资料信息进行管理与综合分析，来解决资源(土地资源、矿产资源、海洋资源等)评价、灾害预测与防治等问题越来越普遍。而且随着GIS技术应用的深入，对多学科的地学空间信息进行集成管理、综合分析的需求会越来越迫切。与此相适应，其标准化也必然具有综合的性质。要满足这样的标准化需求，孤立的单个标准是无能为力的，需要多个标准的相互协调，才能在整体上达到效益最佳，从而实现多源地质资料信息的综合应用，为政府决策、公司、企业等提供方便、快捷的综合地学信息。
(四)地质资料服务相关标准落实，影响了集群化服务水平的提高
目前地质资料共享、保密、服务等信息服务相关政策法规不完善，导致地质资料服务分级分类五花八门，服务收费千差万别。其中，涉密地质资料是影响社会化服务的一个重要因素，涉密标准不统一，地质资料数据相关服务机构在互联网上提供的服务非常有限，只能限于地质资料的目录检索、一些元数据的发布、岩石地层数据库的查询，以及小比例尺地质图的发布。一些重要的基础地质数据库，如1∶20万、1∶50万地质图空间数据库、重力数据库、区域化探数据库等都因为涉密而无法通过网络提供服务。
(五)标准的宣传贯彻严重滞后
目前所完成的标准，只有有限的几个公布实施。从标准的实施情况来看，明显缺乏标准的宣传力度，主要体现在对标准的理解程度不一致或错误，导致采集的数据有缺陷，为数据集成和应用带来困难。同时支持这些标准规范实施的软件工具严重缺乏。目前的标准投资，只有研制标准的资金，没有支持标准规范实施的软件工具开发经费和宣传贯彻经费，直接的后果就是标准无法应用或很难应用。
第二章 地质资料信息标准规范建设主要目标及任务
一、指导思想
以科学发展观为指导，以贯彻落实《国务院关于加强地质工作决定》中“推进地质资料开发利用”为目的，以执行《国土资源部推进地质资料信息服务集群化产业化工作方案》(国土资厅发〔2010〕113号)为纲领，按照部推进“两化”总体部署，结合地质资料信息服务工作实际，针对“两化”试点和推广工作中标准规范应用现状及问题，研究建立地质资料信息服务“两化”标准体系框架，健全完善相关技术指南，为地质资料信息服务集群化产业化试点工作提供技术支撑，为全国推进“两化”工作奠定基础。
二、目标
根据“两化”建设的总体目标，遵循国土资源标准化指南，建立与“两化”建设相适应的地质资料信息服务标准化体系，从基础标准、业务技术标准和行政管理标准三个层面，构建地质资料信息服务集群化产业化标准模型，形成一套比较完整、科学、实用的国家地质资料信息接收、保管、质量评价与验收、存储与分类、交换与共享、产品开发、数据结构、元数据、数据编码、图示表达、数据整合、地质资料信息服务、产业化发展等标准体系。
三、主要任务
围绕上述目标的实现，“两化”标准规范工作的主要任务是:根据国土资源标准化指南和地质资料信息服务工作实际，形成一套比较完整、科学、实用的地质资料信息服务集群化产业化标准体系，开展信息共享、数据集群、产品研发等推进地质资料信息集群化产业化需要的关键技术标准研究，构建标准化管理机制，为地质资料信息集群化产业化标准建设提供制度保证。
第三章 标准规范建设建议
一、工作原则
1.科学性
科学性是研制标准体系时应遵从的基本原则，也是标准体系可以很快应用计算机技术、数据库技术贯彻执行的根本保障。
2.完整性
将描述地质资料信息所需的标准规范分门别类地纳入相应的类别中，并使这些类别协调一致，相互配套，构成一个完整的框架，以完整地描述地质资料信息的主要特征。
3.系统性
系统性是标准规范体系中各标准规范之间内部联系和区别的体现，做到合理安排，层次合理、分明。
4.先进性
一方面，标准规范体系应充分体现国际标准的发展方向，与国际标准的发展趋势接轨，同时做到与国家标准相协调;另一方面，标准规范体系应能就地质资料信息采集、生产、应用等方面先进的技术手段进行描述。
5.预见性
在研制标准规范体系时，既要考虑到目前的信息技术水平，也要对未来信息技术的发展有所预见，使标准规范体系能适应领域内各项应用技术的迅猛发展。
6.可扩充性
考虑信息化建设的发展对标准规范体系提出的更新、扩展和延伸的要求，以及水利行业不同流域、流区机构的用户对《标准》的不同应用需求，要根据信息技术、专业领域的发展和相关国际标准、国家标准、行业标准的不断完善而进行充实和更新。
二、工作重点
(一)构建标准体系参考模型
标准体系参考模型是标准体系的重要组成部分，也可以叫标准体系参考模型，用于约束和协调标准的制定和组织。它表现为一种标准分类方法，用来对标准进行粗线条的分类，通过它可以把大量的已制定的无序的标准映射为有序子体系，划清各部分的界线，并能发现标准制定的空白领域，提出需要加强的方面。
(二)研制标准体系框架
标准体系表就是一定范围内的标准体系内的标准按一定形式排列起来的图表，它是标准体系的一种直观表现形式，其组成单元是标准。主要分为:
1.基础标准
基础标准是以地质工作为对象，并且在地质资料信息工作中广泛运用的标准。包括:
(1)名词术语标准
地质资料信息服务专业领域的名词术语，是表达地质资料工作事物和概念的。赋予地质资料专业领域事物和概念以规范的名词术语，为地质资料的研究与交流提供了共同语言，也为制定其他有关标准奠定了基础。
(2)地质报告标准
地质报告的质量决定着地质资料的质量和效益。制定地质报告标准，不仅是地质工作和地质管理工作的任务，也同地质资料工作密切相关。地质报告标准包括:制图标准、地质报告格式、地质报告编写内容和深度标准、地质报告编号标准、地质报告完整性标准等。
(3)专业符号标准
专业符号标准包括地质资料检索语言中分类号的构成、地质资料档案编号、地质资料馆代号等标准。标准化的地质资料专业符号，对实现地质资料现代化管理有重要意义。
(4)案卷规格和质量标准
案卷是地质资料管理的基本单位，对地质资料工作影响很大，其标准包括:组卷方法标准，保管单位编目的项目、格式和方法标准，案卷内在质量标准，卷和标准等。
(5)库房、设备标准
储存和保护好地质资料需要有一定的库房和设备条件，它们的质量直接关系地质资料的保护与安全，因此，必须制定库房、设备标准。包括:库房建筑设计标准，地质资料柜架的质地、规格标准，地质资料保护设备技术性能标准等。
(6)种类、计量单位标准
地质资料的种类是揭示地质资料内容、性质的标志，也是协调、指导地质资料工作合理、健康发展的依据。随着社会实践的发展，地质资料涵盖的范围越来越大，内容越来越丰富，必须提出其种类划分的依据标准和基本种类标准。为了配合地质资料管理，还应针对地质资料的特点，规定其计量单位标准。
2.业务技术标准
业务技术标准是以地质资料工作的程序、手册、职责、要求为对象制定的标准，以及某些与地质资料业务技术工作相关的标准。主要包括以下标准。
(1)业务建设标准
业务建设标准是针对地质资料实体管理工作制定的各项标准。包括:归档标准、接收标准、整理标准、鉴定标准、保管标准、统计标准等。
(2)著录标引标准
著录标引是地质资料信息储存与检索的主要手段，其标准包括著录规则、标引规则等。
(3)开发、利用标准
开发、利用标准是规范地质资料服务的标准，包括地质资料利用范围、阅览室工作规范、有偿服务与计价标准、利用效益计算标准、地质资料信息交流的规范、地质资料编研成品质量标准等。
(4)现代化管理标准
现代化管理标准，主要是指应用现代技术装备管理地质资料的有关标准，如数据库建设标准、新型地质资料材料质量标准、电子计算机使用与管理标准以及电子检索系统功能的评价标准等。
(5)共享服务标准
共享服务标准是推进地质资料网下、网上共享、交流的统一标准，包括唯一标识、共享服务协议、产品分级方案、共享接口规范等。
3.地质档案行政管理标准
行政管理标准是针对地质资料部门和地质资料工作者制定的标准。如地质资料信息共享机制、地质资料产业化发展支持政策、地质资料业务职责和机构设置标准、地质资料室职能标准、地质资料馆工作规范、各种地质资料工作者的岗位责任制等。
(三)研制相关技术指南
推进地质资料信息服务集群化产业化是通过对不同类型的地质资料信息进行集群化开发，形成能满足不同用户需要的系列产品，并提供产业化服务的工作。因地质资料信息类型不同，对其进行集群化开发的技术方法也不同，因此应针对每一类地质资料信息的特点，分别编制适用于该类地质资料信息集群化开发的技术指南。主要包括:
1)原始地质资料清理技术指南
2)实物地质资料清理技术指南
3)重要成果、原始、实物地质资料数字化技术指南
4)重要钻孔数据库建设技术指南
5)国家和省级地质资料数据中心建设指南
6)三维可视化城市地质信息服务和管理系统建设技术指南
7)油气地质资料信息服务集群化系统建设技术指南
8)地质工作程度数据库建设技术指南
9)地质资料电子信息网络服务平台建设技术指南
10)重要成矿区带地质资料信息服务集群化技术指南
11)典型矿床地质资料信息服务集群化技术指南
每一技术指南应包括以下内容:工作步骤;数据整理格式要求;所采用软件系统或平台。
第四章 主要结论
当前我国建立了收、管、用等方面的地质资料信息服务标准规范，保证了各项工作的正常开展，但还不能适应推进地质资料信息服务集群化产业化的需要，尤其是在数据融合、数据库建设、网络共享服务、产品加工、产业化发展等标准规范方面存在明显不足，需要加强标准体系研究，构建地质资料信息服务集群化产业化标准体系模型和体系框架，研发地质资料清理、地质资料数字化、共享服务、产品开发、产业化发展、数据中心建设、数据库整合等关键技术标准，为推进地质资料信息服务集群化产业化提供支撑。
㈢ 侵蚀基准面标高 什么意思
国标《工程地质术语》6.1.1.5是这样叙述的，侵蚀基准面：控制河流下蚀作用的极专限界面。在评价属矿区水文地质条件时，《矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91）》中提到“主要矿体位于当地侵蚀基面以上”或“主要矿体位于当地侵蚀基准面以下”，作为矿区侵蚀基准面，可采用控制矿区较大的水文地质单元内河流河床的最低标高确定（常年河流）。岩溶地区采用矿区岩溶发育下界标高确定。术语中的“当地”二字可要仔细推敲。
㈣ 工程地质专业术语MD是什么意思
粒度中值 Md
㈤ 泥石流成因机理的非饱和土力学理论研究
本项研究受国家自然科学基金重大研究计划项目资助（项目编号：90102002）。
戚国庆黄润秋
（成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都，610059）
【摘要】泥石流是一种具有较强破坏力的自然山地灾害。对于它的预报研究历来为人们所重视，并建立了很多雨量预报模型。然而，这些雨量预报模型的预报时间很短，往往只能在灾害发生前几十分钟作出预报。本文应用非饱和土强度理论对降雨型泥石流的成因机理进行了研究，提出降雨型泥石流的形成过程可以划分为两个阶段，第一个阶段与前期实效降雨量有关，第二个阶段与短历时强降雨有关。并对各个阶段降雨作用机理以及固体松散物质的力学性质变化特征进行探讨。为预先判断在降雨条件下发生泥石流以及所需要的降雨条件和雨型提供依据。
【关键词】泥石流非饱和土基质吸力
1引言
泥石流是一种携带大量泥土和碎屑物质的间歇性洪流[1]。与一般的挟沙水流相比，泥石流中固体物质含量高，颗粒粒径分布范围广，可能有从几微米直至几米的变化范围。一般挟沙水流中的颗粒粒径分布呈单峰型，且符合正态分布；而对固体含量较高的泥石流，粒径分布多为双峰型[2]。
诱发泥石流的外界因素有降雨、融雪、溃坝、地震等。其中以降雨引起的泥石流（称降雨型泥石流）分布最广，活动最频繁，因此是泥石流研究的主要对象[3]。
泥石流是降雨、地形地貌、固体松散堆积物等因素共同作用的结果。当除降雨以外的其他因素达到某种程度时，一旦有足够大的降雨量，就可能发生灾害性的泥石流[4]。降雨为这类泥石流形成的主要诱发因素，而其他因素则是形成降雨型泥石流必不可少的基本条件，为基本因素。
泥石流是常见的一种自然山地灾害，以其突发性和破坏力强为人们所重视。泥石流灾害的防治首先要对其进行准确预报，而泥石流灾害的准确预报，则必须建立在对其形成机理深入研究的基础之上。运用非饱和土强度理论，将降雨型泥石流的形成过程划分为两个阶段，即：降雨型泥石流的固体松散物质中由基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段和孔隙水压力增大引起的抗剪强度降低、发生泥石流阶段。文章以此为基础，对降雨型泥石流的形成机理进行探讨。
2从非饱和土力学理论认识泥石流物质的强度特征
2.1泥石流物质的抗剪强度
泥石流的固体松散物质在泥石流形成之前，往往处于非饱和状态。依据（Fredlund等，1978）非饱和土抗剪强度公式[5]，其抗剪强度可以表示为：
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式中：C′为Mohr-Coulomb破坏包线的延伸与剪应力轴的截距，在剪应力轴处的净法向应力和基质吸力均为零，C′也称为有效粘聚力。由于固体松散物质无胶结，有效粘聚力 C′很低；σf为破坏时在破坏面上的法向总应力；ua为破坏时在破坏面上的孔隙气压力；uw为破坏时在破坏面上的孔隙水压力；（σf-ua)f为破坏时在破坏面上的净法向应力状态；（ua-uw)f为破坏时破坏面上的基质吸力；φ′为与净法向应力状态变量（σf-ua)f有关的内摩擦角；φb为表示抗剪强度随基质吸力（ua-uw)f而增加的速率；（ua-uw)ftgφb为基质吸力（ua-uw)f引起的抗剪强度。
关于由基质吸力（ua-uw)f引起的抗剪强度，在第一届非饱和土国际会议上，许多学者建议了非饱和土抗剪强度的非线性表达式。沈珠江认为用双曲线公式表达基质吸力对抗剪强度的贡献可能更为实用[6]：
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式中：d为实验常数。
2.2降雨过程中固体松散物质的基质吸力变化
降雨过程中形成泥石流的固体松散物料的基质吸力变化，实际上就是非饱和土基质吸力随含水量的变化关系。也被称为土—水特征曲线。包承纲等建议以对数方程来表征土—水特征曲线[7]，为：
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式中：（ua-uw)r为残余含水量θr所对应的基质吸力，（ua-uw)b为土的进气值，（ua-uw）为非饱和土基质吸力，θ为体积含水量，θs为饱和体积含水量。
若将公式（3）化为：
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由公式（4）可以看出，当θ＝θr时，（ua-uw)＝(ua-uw)r，即非饱和土含水量为残余含水量θr时，基质吸力（ua-uw）为（ua-uw)r；当θ＝θs时，（ua-uw)＝(ua-uw)b，即非饱和土含水量为饱和含水量θs时，基质吸力（ua-uw）为（ua-uw)b；当非饱和土含水量在残余含水量θr与饱和含水量θs之间变化时，基质吸力（ua-uw）便在（ua-uw)r与（ua-uw)b之间变化。也就是说，在边坡降雨入渗的过程中，边坡非饱和区物质的基质吸力随着含水量的变化而变化。
2.3降雨过程中非饱和固体松散物质的抗剪强度变化
2.3.1由基质吸力引起的抗剪强度变化
在降雨过程中，处于非饱和状态的固体松散物质的含水量θ不断增加，使得其基质吸力（ua-uw）下降，进而导致非饱和固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度不断降低。
依据Fredlund(1978）非饱和土抗剪强度公式[公式（1)]，非饱和固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度随含水量的变化规律为：
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依据沈珠江双曲线公式[式（2)]，非饱和固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度随含水量的变化规律为：
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由公式（5）、公式（6）可以看出，非饱和固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度随含水量的变化关系为负指数关系。
2.3.2固体松散物质饱和后的抗剪强度变化
降雨具有一定历时后，非饱和固体松散物质含水量增加，并达到饱和后，含水量继续增加，将在固体松散物质中产生孔隙水压力 uw，降雨渗入边坡的水量越多，孔隙水压力 uw越大。因此，非饱和固体松散物质的抗剪强度随孔隙水压力的变化关系为：
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式中：C为饱和固体松散物质的粘聚力，φ为饱和固体松散物质的内摩擦角。
在达到饱和状态后，固体松散物质中的水量越多，孔隙水压力 uw越大，其抗剪强度也就越低。
3泥石流的形成机理分析及其预测评价
降雨型泥石流的形成可分为两个阶段：第一个阶段，非饱和固体松散物质由于含水量持续增加，达到饱和状态，基质吸力引起的抗剪强度丧失；第二个阶段，饱和的固体松散物质由于含水量持续增加，水压力增大，有效应力减小，发生泥石流。
3.1固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度丧失
降雨型泥石流形成的第一阶段，固体松散物质含水量的增加与前期实效降雨量关系密切。前期实效降雨量[8]Pa由当日降雨量H24以及之前若干日降雨量Pt（赋存于固体物质中）的剩余部分组成。
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式中：R为递减系数，n为前期降雨影响期。
递减系数和前期降雨影响期，应依据当地气候条件和固体松散物质的组成岩性、含水量、孔隙率、渗透系数、基质吸力来确定。
依据公式（4），固体松散物质含水量θ的增加，将使得其基质吸力降低。公式（5）、公式（6）显示了固体松散物质由基质吸力引起的抗剪强度的丧失规律。基质吸力引起的抗剪强度的丧失与前期实效降雨量有关。
前期实效降雨量的作用主要是使固体松散物质达到饱和状态。在这一阶段，由于没有足够的含水量，不会发生泥石流。但有可能发生固体松散物质构成的斜坡的位移变形，以及斜坡稳定性降低、滑坡。
3.2固体松散物质孔隙水压力增大引起的抗剪强度降低，发生流动
降雨型泥石流的发生是前期实效降雨量和短历时雨强共同作用的结果。当前期实效降雨使固体松散物质达到饱和状态后，就进入了降雨型泥石流形成的第二阶段。此时，饱和的固体松散物质启动与否的判别式[9]为：
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式中：A为固体松散物质与沟床的接触面积；G为固体松散物质重量；T为水流推力，其值较小，为次要影响因素；β为沟床底坡坡度；K为固体松散物质稳定性系数，当 K=1时，饱和固体松散物质处于极限状态，当 K＞1时，饱和固体松散物质处于稳定状态，不会发生泥石流，当K＜1时，饱和固体松散物质处于不稳定状态，将会发生泥石流。
公式（9）反映了降雨型泥石流启动与否的力学机制，在这一阶段，短时间具有一定强度的降雨使得渗入固体松散物质中的水量来不及排出，加上周围降雨汇流的作用，固体松散物质将启动，形成泥石流。因此，在降雨型泥石流预报模型中应考虑短期强降雨的影响。如蒋家沟模型[10]：
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式中：R10为10分钟降雨量（mm）；实效降雨量Pa为20天内的有效降雨量，递减系数R=0.8。
公式（10）预报提前时间为17～20分钟，报准率为86%，错报3%，漏报为11%。
由成昆铁路甘洛试验区64次观测资料确定的泥石流形成降雨量组合指标[11]为：
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式中：K为前期降雨修正系数，K≥1，在甘洛试验区K=1；H24、H1、H1/6分别为24小时、1小时、10分钟最大降雨量（mm）,H24（D）、H1（D）、H1/6（D）分别为24小时、1小时、10分钟单因子临界雨量阈值，随沟谷和地区而不同，在甘洛试验区，它们分别为60mm、20mm和10mm；R为降雨量综合指标，当R＜2.8时，不会发生泥石流；R≥3.6时，发生泥石流的几率约占85%；R=2.8～3.6时，有可能发生泥石流。
4结论
当形成泥石流的物质条件（按一定坡度堆积的固体松散物质、一定的汇水面积等条件）具备时，泥石流的发生是前期实效降雨量和短历时强降雨共同作用的结果。依据非饱和土强度理论，可将降雨型泥石流的形成划分为两个阶段：第一个阶段，非饱和固体松散物质由于含水量持续增加，达到饱和状态，基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段。该阶段与前期实效降雨量有关，前期实效降雨量的作用使固体松散物质达到饱和状态。在这一阶段，由于没有足够的水量，不会发生泥石流，但有可能发生固体松散物质构成的斜坡的位移变形，以及斜坡稳定性降低、滑坡。第二个阶段，饱和的固体松散物质由于含水量持续增加，水压力增大，有效应力减小，发生泥石流。这与短历时强降雨有关。短时间、具有一定强度的降雨使得固体松散物质中渗入的水量来不及排出，加上周围降雨汇流的作用，固体松散物质将启动，形成泥石流。
应用非饱和土力学原理研究降雨型泥石流形成机理的优点是：可以通过对可能形成泥石流的固体松散物质的非饱和物理力学性质的研究，来预先判断在降雨条件下，会不会发生泥石流以及所需要的降雨条件和雨型，从而为泥石流的准确预报提供更强有力的理论依据。作者将在今后的研究中进一步加强这一理论在泥石流领域的应用研究。
参考文献
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㈥ 岩矿分析试样制备规程DZ0130.13-1994
．铁、锰、铬矿地质勘查规范(DZ/T0200-2002)
2．钨、锡、汞锑矿地质勘查规范(DZ/T0201-2002)
3．铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范(DZ/T0214-2002)
4．铝土矿、冶金菱镁矿地质勘查规范(DZ/T0202-2002)
5．岩金矿地质勘查规范(DZ/T0205-2002)
6．砂矿(金属矿产)地质勘查规范(DZ/T0208-2002)
7．稀有金属矿产地质勘查规范(DZ/T0203-2002)
8．稀土矿产地质勘查规范(DZ/T0204-2002)
9．铀矿地质勘查规范(DZ/T0199-2002)
10．煤、泥炭地质勘查规范(DZ/T0215-2002)
11．高岭土、膨润土、耐火粘土矿地质勘查规范(DZ/T0206-2002)
12．玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地质勘查规范(DZ/T0207-2002)
13．磷矿地质勘查规范(DZ/T0209-2002)
14．硫铁矿地质勘查规范(DZ/T0210-2002)
15．重晶石、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范(DZ/T0211-2002)
16．盐湖和盐类矿产地质勘查规范(DZ/T0212-2002)
17．冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范(DZ/T0213-2002)
18．固体矿产勘查/矿山闭坑地质报告编写规范(DZ/T0033-2002)
19．固体矿产勘查原始地质编录规定(DZ/T0078-93)
20．固体矿产勘查地质资料综合整理、综合研究规定(DZ/T0079-93)
21．固体矿产勘查报告格式规定(DZ/T0131-1994)
22．地质矿产钻探岩矿芯管理通则(DZ/T0032-1992)
23．固体矿产勘查档案立卷归档规则(DZ/T0222-2004)
24．煤层气资源/储量规范(DZ/T0216-2002)
25．煤田地质填图规程(1∶50000、1∶250000、1∶10000、1∶50000)(DZ/T0175-1997)
26．中华人民共和国地质部固体矿产普查勘探地质资料综合整理规范(1980年颁布实施)
27．国土资源部发文矿区矿产资源出量规模划分标准
28．岩石矿物鉴定质量要求和检查办法(DZ/T0130.2-1994)
29．岩矿分析质量要求和检查办法(DZ/T0130.3-1994)
30．1∶50000和1∶200000化探样品分析质量要求和检查办法(DZ/T0130.6-1994)
31．岩矿分析试样制备规程(DZ0130.13-1994)
水工环地质调查勘查
国家标准
1．水文地质术语(GB/T14157-1993)
2．工程地质术语(GB/T14498-1993)
3．岩溶地质术语(GB/T12329-1990)
4．综合水文地质图图例及色标(GB/T14538-1993)
5．综合工程地质图图例及色标(GB/T12328-1990)
6．矿区水文地质工程地质勘探规范(GB/T12719-1991)