1.2　堰塞坝与堰塞湖分类

1.2.1　堰塞坝分类

堰塞坝的分类方法有多种，有按照成因、物质组成、几何形态进行分类的，也有按照斜坡几何形态、破坏机制、风险程度分类的。本节主要介绍按照成因、物质组成、几何尺寸、堆积形态和风险程度等几种主要的分类方法。

1.2.1.1　按成因分类

根据堰塞坝的成因不同，将堰塞坝分为滑坡型堰塞坝、崩塌型堰塞坝，以及滑坡、崩塌运动过程中形成的泥石流型堰塞坝。参考147座典型堰塞坝统计资料，滑坡型堰塞坝发育最多，崩塌型堰塞坝次之，泥石流型堰塞坝形成最少。三种不同成因的堰塞坝所占比例见表1.1。不同成因形成的堰塞坝具有不同的破坏机制，具体内容将在第2章中进行阐述。

滑坡型堰塞坝在各种地形、地貌、地层中均有发现，尤其在易滑地层中较为常见。其透水性和强度受原滑地层特性的影响和控制，材料强度、渗透与抗渗性与原岩土体密切相关，材料的异质性较大。该类堰塞坝在我国的岷江上游较为常见。

崩塌型堰塞坝，多发育于高山峡谷地区。该地区山谷陡峭、地形复杂、岩层碎裂，新构造运动强烈，易于形成各种堵江崩塌与大规模的山崩。崩塌型堰塞坝一般规模较小，受原地质结构条件的影响，材料差别也较大、透水性强、强度高。

在强降雨或冰雪融化的情况下，滑坡或者崩塌形成的岩土体在运动过程中随着水流的掺加，逐渐转化成泥石流，堵塞河谷，或者大量物质被搬运到溪流沟口堵塞干流，形成泥石流型堰塞坝。泥石流形成的堰塞坝的透水性与强度跟原岩土地的地质、水文条件密切相关，坝体材料总体较均匀，细粒含量较高，含水量较大，透水性差，强度较低，抗渗性差。

1.2.1.2　按物质组成分类

根据滑坡的主要物质组成分为土质滑坡、岩质滑坡。滑坡堵江成坝，堰塞坝相应地分为土质堰塞坝和岩质堰塞坝，其中岩质堰塞坝是堰塞坝的主要形式。

土质堰塞坝主要由黄土滑坡、红土滑坡、半成岩滑坡、大断裂带的糜棱岩体滑坡，以及各种古滑坡的复活形成，颗粒组成相对均匀，块石等大颗粒较少，渗透性较低，强度指标较小，主要由破碎的土体材料或强风化岩体组成。该类堰塞坝在我国西北的黄土地区易于形成，但是最后成坝的坝高都比较小，危险性不高。

岩质堰塞坝涉及的岩质材料复杂多样，一般软弱岩层或含有软弱夹层的岩层以滑坡的形式形成堰塞坝，坚硬岩石多以崩塌和大型山崩的形式形成堰塞坝。岩质堰塞坝多以硬岩为主，粒径变幅较大，往往含有大量的粗粒石块，细颗粒含量少，物质粗细分布不均，水平或垂直方向分异明显，一般规模都比较大，透水性强，强度高。该类堰塞坝在我国的金沙江上游较为常见，尤其以石灰岩山崩、灰岩山崩、板岩山崩与普福玄武岩山崩形成的岩质堰塞坝最为常见。对于岩质堰塞坝的稳定而言，其中粒径大于1m以上的块体含量是影响堰塞坝稳定的关键因素之一。

1.2.1.3　按几何尺寸分类

根据堰塞坝的几何尺寸，包括坝高、坝长、坝宽，以及相互之间的比例关系对堰塞坝进行分类，具体分类结果见表1.2。该分类方法主要用于后续的研究与治理，而在应急处置阶段，由于不具备详细测量分析的条件，较少按照该分类方法进行应急期的堰塞坝类型划分。

1.2.1.4　按堆积形态分类

堰塞坝的堆积形态，不仅与崩滑体在坡面上的运动形式有关，还与崩滑体体积及河道纵横剖面形状有关。通过堰塞坝的堆积形态分析，发现堰塞坝的堆积特征呈现以下6种表象：①坝体和山谷宽度相比较小，堆积物无法到达河谷的另一边；②坝体体积足够大，不仅能到达河谷的另一边，甚至有些情况下在河谷另一边形成很高的堆积体；③坝体不仅能达河谷的另一边，而且还会沿着河流的上下游形成一定长度的堆积体；④坝体是由山谷两侧的崩滑体在河道中相汇而成，有的是头碰头，也有的是相错交汇；⑤崩滑体从山谷一侧滑下，形成两座或两座以上的坝体；⑥滑坡体的滑动面从河谷的下面经过一直到河谷的另一边形成堰塞坝。

综合以上6种表象，将堰塞坝按照堆积形态分为整体冲击型、滑动分散型、两岸汇流型、分股多坝型、地震隆起型五类堰塞坝。

（1）整体冲击型。整体冲击、完全堵江、一次成坝。滑坡、崩塌体或泥石流滑动面剪出口位于河床堆积层之上或者稍下，河床堆积层不足以或者无法阻挡滑体的急剧下滑，滑坡、崩塌体或泥石流以较高的速度，经过较大水平位移，受摩擦阻力和对岸斜坡的阻挡停下或抛出一部分物质，停积于河床上形成堰塞坝。其主要特征为滑坡、崩塌体或泥石流以较高的速度越过河床冲向对岸斜坡，并爬高至一定高度后再折回原河床，典型平面、剖面示意见图1.1。雅砻江上游的唐古栋堰塞坝、岷江上游的公棚海子堰塞坝都是典型的整体冲击型堰塞坝。

（2）滑动分散型。堰塞坝的滑体剪出口远远高于原有河床，滑坡、崩塌体或泥石流以较高的速度，经过较大水平位移，受阻停下或抛出一部分物质堵塞河道，或以整体或碎层流的形式滑动和一定的速度冲入河床，沿河谷向上游、下游流动一段距离，形成宽厚的堰塞坝，典型平面、剖面示意见图1.2。此类堰塞坝以台湾九份二山地区的崁斗山为代表。崁斗山的大量滑动土石，因受限于狭窄山谷，大部分崩落土石沿溪谷向下滑动，小部分往上游面推挤，于汇流口处形成堰塞坝；四川的扣山滑坡、云南巧家禄劝滑坡形成的堰塞坝也都为滑动分散型堰塞坝。

（3）两岸汇流型。这是比较特殊的一种类型，特征是两岸相对的斜坡体同时发生破坏失稳，向河谷流动，头碰头相接堵塞河床，典型平面、剖面示意见图1.3。这种两侧同时发生山崩的情况很少见，较著名的例子为四川岷江上游的大海子堰塞坝。该堰塞坝是由对峙于岷江两岸的观音岩、银屏岩于1933年叠溪地震时同时发生山崩，两岸崩塌物在岷江中相接而成。

（4）分股多坝型。这也是比较特殊的一种类型，滑坡、崩塌体或泥石流分股进入河床，形成两座或两座以上堰塞坝，其中至少有一座堰塞坝完全堵塞河道，典型平面、剖面示意见图1.4。典型的例子如武隆县的鸡冠岭堰塞坝。1994年4月30日，长江支流乌江下游边滩峡左岸武隆县鸡冠岭发生巨型岩崩，崩塌体体积约390万m3，岩体崩塌后分成两股向坡下运动，之后以龙冠岭为砥柱，分成两股向南、向北运动，其中向南的一股转化成碎屑流进入桐麻湾冲沟，填满冲沟后冲入乌江，形成一不完全堵江体，缩小了过水断面；向北一股在运动过程中再次崩裂，连同原斜坡上的残坡积层及基岩风化层崩滑入江，100万m3方岩土体崩滑进入乌江，水下约30万m3，形成坝高110m的堰塞坝，造成上下游水位差约10m，截留乌江半小时以上。

（5）地震隆起型。河床受地震挤压而隆起，土石方由下而上，不断上升，堵塞河道，造成水位壅高或堵江，形成潜坝或不完全堰塞坝。这类型的堰塞坝并未在文献中发现，典型平面、剖面示意见图1.5。

1.2.1.5　按风险等级分类

2008年“5·12”汶川大地震形成堰塞坝100余处，主要分布在汶川至青川长达300km强震带内的岷江、沱江、涪江和嘉陵江的几条支流上，其中以涪江支流通口河上的唐家山堰塞坝风险最大。在当时的特殊紧急情况下，进行堰塞坝的风险等级划分，对降低其风险可能带来的危害意义重大。由于没有成熟的堰塞坝风险评估经验可借鉴，四川水利抗震救灾指挥部组织专家临时制定了以堰塞坝坝高、最大库容和坝体结构三项指标判定堰塞坝的危险等级，该指标在堰塞坝应急处置过程中发挥了重要作用。

以上三指标虽然考虑了堰塞坝的主要风险因子，但对坝体地质结构的划分较模糊，没有给予足够重视。为此，结合“5·12”大地震的堰塞坝处置经验与教训，水利部组织相关专家进行了《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009）的编制。依据《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009），先进行堰塞湖的规模分级，具体见表1.3。然后参考堰塞湖的规模、堰塞坝的物质组成与堰塞坝的高度三个指标进行堰塞坝的分类，详见表1.4。

对于表1.4的风险等级划分，当三个分级指标所属级别相差两级或以上，且最高级别指标只有一个时，应将三个分级指标中的所属最高危险级别降低一级，作为堰塞坝的危险级别。其余情况均应将分级指标中所属最高危险级别作为该堰塞坝的危险级别。表1.4的分级，在一定的条件下，还可以根据堰塞坝的处置条件、上游汇流面积、水位上涨速度、物质组成、高宽比和异常渗流等情况进行适当调整。

1.2.1.6　其他分类方法

堰塞坝的其他分类方法包括按滑坡堵江体的体积、滑坡堵江历时等进行分类。按照滑坡堵江体的体积，将其分为小型、中型、大型和巨型四类，其中约75%的堰塞坝由中型、大型堵江体形成，体积为106～108m3。

按照堵江状况分为完全堵江与不完全堵江堰塞坝。根据其历时长短，划分为长期堵江堰塞坝与短暂堵江堰塞坝，历时超过一年的为长期堵江堰塞坝，历时小于一年的为短暂堵江堰塞坝。

1.2.2　堰塞湖分类

对于堰塞湖的分类，依据不同的标准，也有不同的分类方法，既有定性方法，也有定量方法。本节介绍按规模、危险程度、形成过程与可能造成的灾害等几种分类方法。其中前两种方法由于形成初期难以获得较为准确的坝体与库容参数较为少用，第三种分类方法较为常见。

1.2.2.1　按规模分类

根据堰塞湖的库容（S）、堰塞坝的坝高（H）与体积（V）进行堰塞湖的规模划分，结果见表1.5。对于表1.5的堰塞湖分类，如果堰塞湖库容（S）、坝高（H）与坝体体积（V）大小等级不一致时，采用较高等级。

1.2.2.2　按危险程度分类

堰塞坝拦蓄江水，形成堰塞湖险情，对上游人民生命财产形成淹没威胁，对下游人民生命财产构成冲刷破坏的危险，其险情程度与上游来水、堰塞湖规模、堰塞坝的规模与材料特性、河谷地形地貌、上下游生命财产分布等密切相关。据此根据其可能产生的险情程度进行堰塞湖的危害程度划分，见表1.6。该分类方法基于现场的调查了解，对于堰塞湖现场的快速评估较为简洁实用。根据堰塞湖的危害程度，确定是否需要进行相应处置。

1.2.2.3　按形成过程与可能造成的灾害分类

按照堰塞湖的形成过程与可能造成的灾害将堰塞湖分为即生即消型堰塞湖、稳态型堰塞湖和高危型堰塞湖，图1.6为堰塞湖的形成过程与分类。统计得出，22%在堰塞湖形成之后1d内溃决；50%的堰塞湖10d内溃决；83%的堰塞湖半年内会溃决；1年内溃决者占90%。如果简单地用时间来区分堰塞湖的类型，那么在1d或者几天内溃决的是即生即消型堰塞湖，几天至100年溃决的是高危型堰塞湖，寿命时间超过100年者，是稳态型堰塞湖。

（1）即生即消堰塞湖。即生即消堰塞湖指的是河流受滑坡、泥石流或者崩塌等作用造成堵塞，在水流作用下因坝体松散短时间之内即溃决的堰塞湖。此类堰塞湖水量较少，势能小，因而危害一般不大。我国自1985年以来形成的即生即消堰塞湖共计57个，平均2.6年发育1个。

（2）稳态型堰塞湖。稳态型堰塞湖亦指“死湖”，指存在时间100年以上、未溃决垮坝的堰塞湖。这类堰塞湖的形成主要是由于堰塞坝未完全堵塞河道，或者有其他泄洪通道或河道改道，堰塞湖内进泄水保持动态平衡，同时，坝体结构稳定。该类堰塞湖还可以划分为三种情况：①滑坡、崩塌或者泥石流堵江截流并未在主河道上形成堰塞湖，而是形成深坑积水，此类堰塞湖体积较小，如我国四川鲜水河断裂带上发育的一系列大小不等的串珠状地震堰塞湖；②堰塞湖虽然形成于主河道，但是坝体结构稳定，坝壁较厚，上游来水较小；③堰塞湖形成于主河道，但是在堰塞湖附近的溢流位置逐渐形成了新的河道，该类堰塞湖存在的时间较长，蓄水量也比较大，一旦上游有暴雨且溢流位置被堵死，坝体也面临溃坝的危险。以上三种情况的稳态型堰塞湖，在我国都有不少存在，典型的如形成于1856年6月10日的湖北咸丰堰塞湖、1931年8月11日的新疆富蕴堰塞湖、1937年1月7日的青海托索湖、1952年9月30日的四川冤宁石龙堰塞湖、1974年5月11日的云南大关堰塞湖。

（3）高危型堰塞湖。高危型堰塞湖形成以后河道的下泄路径没有改变，没有别的泄流通道，堰塞湖内持续蓄水，堰塞坝不稳，虽大部分坝体不会马上被冲垮，但是随着蓄水量的增加，坝体逐渐出现管涌或者裂缝，在形成以后的几天或者若干年之后即被冲毁。溃坝时，湖水巨大的势能向下游释放，造成严重的次生灾害链。如果是珠串状堰塞湖，在上游溃坝的影响下堰塞湖则自上而下先后溃决，其破坏力更加巨大，不亚于一次原发的洪涝灾害。我国1856-2008年，有10余次地震形成了高危型堰塞湖，共计74个，平均每10年形成5个高危型堰塞湖。

1.2.2.4　按《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009）分类

依据《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009）进行堰塞湖的风险分级时，在条件具备的情况下，优先采用计算分析法，只有在条件受限的情况下才通过查《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009）的相关表格进行确定，也可数值分析。对于受限条件下的查表，依据《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009），首先根据堰塞湖影响区的风险人口、重要城镇、公共或重要设施等进行堰塞坝溃决损失严重性的分类，见表1.7。然后根据堰塞坝的危险等级（表1.4）和溃决损失严重性（表1.7）将堰塞湖分为极高风险级（Ⅰ）、高风险级（Ⅱ）、中风险级（Ⅲ）和低风险级（Ⅳ）四个级别，见表1.8。

按照《堰塞湖风险等级划分标准》（SL 450-2009）进行堰塞湖的风险分级划分，当查表与数值分析所确定的风险等级不同时，宜取其中的较高等级为堰塞湖的风险等级。同时，当一条河流上有多个堰塞湖时，应综合考虑堰塞湖的风险等级。

汶川“5·12”地震，四川地震灾区重要江河的主要支流形成具有一定规模的堰塞湖34处，见表1.9，其中极高危险与高危险级共6处，按其灾害划分，属于“高危型堰塞湖”，蓄水量大、落差大，往往在形成后几天至几年会被冲垮，形成严重的地震滞后次生水灾；在13处中危险级中，部分属于“稳态型堰塞湖”，存在很长时间且湖积水量较大；在15处低危险级中，部分属于“即生即消型堰塞湖”，形成后不久就被后来累积的水体冲毁，如表1.9中的“自溃”堰塞湖。