[发明专利]鱼脊型泥石流水石分离系统设计方法

权利要求书

1.鱼脊型泥石流水石分离系统设计方法，其特征在于：设计水石分离格栅跨度B，依照如下步骤实施：

步骤S1：参数确定

现场调查，依据泥石流工程勘察和设计规范确定基本参数，包括：泥石流中固体颗粒的天然休止角鱼脊型泥石流水石分离系统修建位置沟道底宽度B′、引流坝引流口宽度b，根据现有技术确定泥石流流经引流口时的溢流深度h；

步骤S2、水石分离格栅跨度B确定

水石分离格栅跨度B依式1计算确定：

B＝hsin2θ+b    式1

式中，B—水石分离格栅跨度，m，

h—泥石流流经引流口时的溢流深度，m，步骤S1确定，

θ—肋梁上下两端连接线与泥石流沟道底部平面夹角，°等于泥石流中固体颗粒的天然休止角

b—引流坝引流口宽度，m，步骤S1确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水石分离格栅跨度B依式2计算确定：

B＝λ₁(hsin2θ+b)    式2

式中，λ₁—格栅跨度修正系数取值1.48～1.61。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：λ₁取值经试验结果确定。

4.一种利用权利要求1或2或3所述的方法实现的鱼脊型泥石流水石分离系统设计方法，其特征在于：设计水石分离格栅高度H，在完成水石分离格栅跨度B基础上，

经试验测试确定基本参数，包括：泥石流中粒径大于设计分离粒径的固体颗粒分离到停积场的比例p₁、泥石流中粒径小于设计分离粒径的固体颗粒分离到停积场的比例p₂、泥石流中粒径小于设计分离粒径的固体颗粒比例p_D，

依据泥石流工程勘察和设计规范确定基本参数，包括：水石分离前泥石流固体物质体积浓度c_v、泥石流设计流量Q_c、泥石流在泄流槽中的流速v；

水石分离格栅高度H联立式3、式4、式5计算确定：

H＝H₁+H₂    式3

H₁＝0.5Btanθ    式4

H2=Qc′Bv]]>    式5

式中，H—水石分离格栅高度，m，

H₁—肋梁上顶端至支撑墩上平面的竖直高度，m，

B—水石分离格栅跨度，m，依式1或式2计算确定

θ—肋梁坡度，°等于泥石流固体颗粒天然休止角

H₂—支撑墩高度，m，

v—泥石流在泄流槽中的流速，m/s，

Q_c′—泄流槽的下泄流量，m³/s，依式6计算确定，

Q_c′＝(1-pc_v)Q_c    式6

式中，c_v—水石分离前泥石流固体物质体积浓度

Q_c—泥石流设计流量，m³/s，

p—泥石流固体物质被分离到停积场的比例，由式7计算确定，

p＝(1-p_D)p₁+p_Dp₂    式7

式中，p_D—泥石流中粒径小于设计分离粒径的固体颗粒比例，

p₁—泥石流中粒径大于设计分离粒径的固体颗粒分离到停积场的比例，取值范围为0.85～1.00

p₂—泥石流中粒径小于设计分离粒径的固体颗粒分离到停积场的比例，取值范围为0.25～0.35。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述p₁、p₂取值由试验结果确定。