[发明专利]一种计算粘性泥石流堵江的临界条件的方法

说明书

本发明公开了一种计算粘性泥石流堵江的临界条件的方法，属于泥石流防治工程技术领域，包括以下步骤：a、计算支沟与主河的单宽流量比ε；b、计算体积因子y_t；c、计算泥石流屈服应力因子x以及屈服应力；d、计算入汇角因子e、判断堵江发生概率，当y＜0.16时，不会发生堵江；当0.16≤y＜0.3时，有可能发生局部堵江；当0.3≤y＜0.46时，有可能发生大部堵江；当y≥0.46时，有可能发生全堵。本发明结合室内试验和野外数据分析，充分考虑了泥石流屈服应力和单宽流量比，将泥石流堵江的影响因素进行无量纲化，能适应野外复杂多变的灾害情况，计算结果准确，普适性高，能为泥石流堵江防治提供科学指导。

技术领域

本发明涉及到泥石流防治工程技术领域，尤其涉及一种计算粘性泥石流堵江的临界条件的方法。

背景技术

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的洪流。它的面积、体积和流量都较大，而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。

泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然，来势凶猛，具有流速快，流量大的特点，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，因此，泥石流的防治显得尤为重要。

目前国内外对泥石流堵江的计算研究，主要有三种方法：

1、以室内水槽试验模拟为主，主要是模拟在不同交汇角的条件下，主支沟的交汇及河床响应过程，选择不同的评价指标，例如：流量比、容重、规模等，分析得出泥石流的堵河判别式。此类方法得到的式往往由于野外数据尺度远大于室内试验数据，在量纲不和谐的情况下实际计算存在较大的误差。

2、基于统计学的相关性分析，该方法主要以文献查阅、实地调查得到各泥石流沟的基本数据和堵河特征资料，对堵河型泥石流基本特征进行分析总结，得出计算泥石流堵断主河的定性或动量的经验式。此类方法得到的式往往只适用于部分区域，缺乏普适性。

3、该方法主要为建立起泥石流沉积及泥石流与主河水流相互作用动力学方程组，以动量与动能平衡为主要切入点，分析得到其各自的理论解，理论分析了泥石流堵断主河的条件。这类方法虽然切入点较前沿，但尚不成熟，不能广泛应用于实际生产。

且以上三种方法得到的式往往针对山洪泥石流同时发生的情况，但是在主河流域面积较大，洪水历时较长，洪水未至爆发泥石流的这种特殊情况下并不适用。

公开号为CN 105527405A，公开日为2016年04月27日的中国专利文献公开了一种泥石流汇江物理模拟试验装置,其特征在于，包括第一泥石流支沟沟槽、第二泥石流支沟沟槽、泥石流主沟形成区沟槽、泥石流主沟流通区沟槽、泥石流主沟堆积区沟槽、宽度可变河流主河道槽、三角堰、蓄水池、模拟降雨装置、数据采集装置和移动支撑装置，所述第一泥石流支沟沟槽、所述第二泥石流支沟沟槽、所述泥石流主沟形成区沟槽和所述泥石流主沟流通区沟槽均倾斜设置，所述第一泥石流支沟沟槽的水平低端、第二泥石流支沟沟槽的水平低端、所述泥石流主沟形成区沟槽的水平低端和所述泥石流主沟流通区沟槽的水平高端通过可活动橡胶带固定连接，所述第一泥石流支沟沟槽和所述第二泥石流支沟沟槽分别设置在所述泥石流主沟形成区沟槽的两侧，所述第一泥石流支沟沟槽、所述第二泥石流支沟沟槽、所述泥石流主沟形成区沟槽和所述泥石流主沟流通区沟槽的上方均设有所述模拟降雨装置，所述宽度可变河流主河道槽和所述蓄水池均设在所述移动支撑装置上，所述蓄水池的出水口通过可活动橡胶带与所述宽度可变河流主河道槽的一端连接，所述蓄水池的出水口上设有阀门，所述宽度可变河流主河道槽的另一端与所述三角堰的一端连接，所述泥石流主沟流通区沟槽的水平低端通过所述泥石流主沟堆积区沟槽与所述宽度可变河流主河道槽的侧面连通，所述数据采集装置设在所述移动支撑装置的周围。