[发明专利]堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法

说明书

本发明涉及风险调控理论、防灾减灾基础研究技术领域，公开了一种堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法，解决了对堰塞湖危险性分级且可以判断堰塞坝溃决后泥石流及山洪的形成条件的技术问题。包括如下步骤：首先获取参数，再堰塞湖危险性分级预警，计算峰值流量，计算溃决型泥石流临界条件，再对溃决型泥石流及山洪险情预警，堰塞坝溃决过程中，最大峰值流量时，混合液重度最大，如果峰值流量时河道或沟道中不能形成泥石流，那么整个溃决过程也不会形成泥石流，则判定为山洪，如果峰值流量时河道或沟道中能够形成泥石流，则判定为形成泥石流。

技术领域

本发明涉及风险调控理论、防灾减灾基础研究领域，更具体地说，它涉及一种堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法。

背景技术

近年来，由于地震活动等原因引起大量的山体滑坡、崩塌等灾害，导致了堰塞坝及堰塞湖的频繁出现。堰塞坝所带来的洪灾、泥石流灾害严重威胁了人类的生命财产安全，其中，堰塞坝溃决形成的溃决型泥石流所带来的后果最为严重。因此，需要对堰塞湖溃决后形成的泥石流及山洪进行科学、合理、准确地评估，对堰塞湖危险性分级、对泥石流及山洪的险情进行预警，需要先对堰塞坝的危险性进行初步的分析和判断，之后采用数学方法模拟堰塞坝溃决状况。

然而，现有的技术中，一般通过单一方法及少量参数进行检测，从而建立统计模型，难以准确反映灾害的过程。以往的研究大多针对不同条件下堰塞坝的溃决实验研究溃坝过程，仅仅关注溃决洪水峰值流量和洪水演化，不涉及堰塞坝溃决后形成泥石流和山洪的条件。

因此，我们需要一种堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法，可以对堰塞湖危险性经行分级且可以判断堰塞坝溃决后泥石流及山洪的形成条件。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法，其具有可以对堰塞湖危险性经行分级且可以判断堰塞坝溃决后泥石流及山洪的形成条件的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：获取参数，获取堰塞坝的初始溃口顶部宽度、底部宽度、高度、溃口斜坡角度、初始水面高程、初始溃口底部高程、初始库容、中值粒径以及河道或沟道坡降参数；

S102：堰塞湖危险性分级预警，计算堰塞湖的风险势能，根据风险势能的分级作为堰塞湖危险性分级的指标；

S103：基于堰塞坝溃决数学模型，通过迭代，计算出不同时刻下的溃决流量，选择出最大值，即峰值流量；

S104：选取泥石流及山洪判定指标，根据出现的不同泥石流重度和体积浓度下限取值，结合野外泥石流运动，选择较大的下限值；

S105：计算溃决型泥石流临界条件，堰塞坝溃决过程中，最大峰值流量时，混合液重度最大，如果峰值流量时河道或沟道中不能形成泥石流，那么整个溃决过程也不会形成泥石流，则判定为山洪，如果峰值流量时河道或沟道中能够形成泥石流，则判定为形成泥石流。

S106：溃决型泥石流及山洪险情预警，计算坝体溃决后洪水峰值流量，进行溃决型泥石流及山洪险情预警。

进一步地，所述第S102步，首先，利用初值计算系数，再计算出不同时刻水深，再计算出堰塞湖最大库容，根据最大库容计算出势能。

进一步地，所述第S103步，先对溃口形状进行三阶段概化：

第一阶段，以初始溃口尺寸为基准，溃决水流下切和侧蚀，溃口底部逐渐向矩形转变；

第二阶段，i时刻溃口受水流冲刷作用，按矩形形状发展，单位时间内溃口下切深度等于侵蚀率，侧蚀率与下切率相同，若i+1时刻，溃口斜坡发生失稳，那么该时刻需重新计算斜坡坡度值；