[发明专利]一种泥石流防治系统

说明书

本发明提出一种泥石流防治系统及方法，可以解决泥石流水石分离后石块堵塞带孔盖板的问题，保证泥石流水石分离系统可以持久有效的发挥作用，包括排水系统、振动系统，排水系统包括集水池、带孔盖板、排水管，振动系统包括转动杆、固定轴、踏板、支撑块、弹簧。本发明可实现泥石流形成和流通过程的有效控制，解决不同规模泥石流沟的治理问题；利用集水池和排水管实现土石与水的分离，削弱泥石流的水动力条件，减小泥石流的破坏力。本发明的振动系统利用泥石流中的大石块的动能作为动力，可持续有效地保证振动发生，从而避免了盖板淤堵，使排水系统稳定发挥作用，有效防治泥石流。

技术领域

本发明涉及地质灾害防治领域，尤其涉及一种泥石流防治系统。

技术背景

我国南方地区沟谷纵横，沟道两岸通常风化严重，表层岩体破碎，强降雨、地震等作用后，表层破碎的岩土会剥离山体，在沟道发生泥石流。如汶川地震发生之后，四川地区泥石流发生愈加频繁，泥石流对当地造成巨大的损失。

泥石流是携带大量泥砂、石块等物质的特殊洪流，具有暴发突然、来势凶猛、强大的破坏力的特点。

泥石流形成的条件可分为：1、充沛的水源；2、丰富的松散固体物质；3、有利的流域形态和沟床纵坡。泥石流成因要素中，水动力条件是随环境而变化的因素，松散固体物质和流域条件是相对固定的因素。所以在泥石流的形成过程中，会因携带的泥石而使洪流具有强大的冲刷能力，侵蚀沟道卷入更多的泥石，使泥石流的规模逐渐发展壮大。泥石流包括形成区、流通区和堆积区，泥石流防治工程宜在泥石流的形成区和流通区内。控制泥石流的形成区和流通区的水动力条件，可以有效防止泥石流灾害的发生。

目前的泥石流治理工程主要有截水工程、拦蓄工程、排导工程、护坡工程等，以控制泥石流的发生和造成危害。利用截水等工程控制地表洪水径流，削减水动力条件，需要有利的地形条件，主要适用于大型泥石流沟的治理。拦蓄泥石流固体物质是减少泥石流危害的有效措施，修建谷坊、拦挡坝，蓄泥石流的塘、库或洼地，使松散固体物质不参与泥石流运动，也可以在防护区的范围以外，利用洼地、沟壑、荒滩、湖沼或修建围堤，以足够大的容积将泥石流引入屯蓄起来，使之不产生危害。

拦蓄工程存在的主要问题是工程量大和使用的限制条件多。

排导工程是利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。由于泥石流的侵入能力强、固体物质丰富，排导槽抗冲刷和抗淤积能力要求很高。

除工程措施外，通过种植乔、灌木、草丛等植物，充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小其规模，减轻其危害程度的目的。生物措施的特点是投资省、能改善自然环境，但发挥效用的时间长，不能及时防治泥石流灾害发生。

随着技术发展，有提出泥石流水石分离虹吸排水技术，该技术在泥石流形成区或流通区的沟谷中布置一系列透水管，并在其下游端连接虹吸排水管，当降雨形成洪流的水面高程达到虹吸高程时，通过虹吸排水管把入渗到透水管内的水排泄到下游的安全沟道中，以降低沟道的水动力强度；应用本发明的沟内水石分离虹吸排水防治泥石流方法，可实现泥石流形成和流通过程的有效控制，解决不同规模泥石流沟的治理问题，防治工程施工简便、适应性强；虹吸排水将重力流转变为满管流，提高排水效率，虹吸产生的抽吸作用能防止管道淤积，高水位时分流排水对沟谷水文环境影响小。

随后，有学者又提出一套新型的水石分流系统，系统主要由倾斜盖板分流池和虹吸排水管组成，水石分流系统可以高效快速的排泄沟谷内的水体，消除超强水动力条件，对于抑制泥石流发生或减小其规模意义重大。然而，冲孔盖板的冲孔遇到粒径与孔径大小相似的石块易堵塞盖板，久而久之导致分流系统失效。

发明内容

本发明提出一种泥石流防治系统及方法，可以解决泥石流水石分离后石块堵塞带孔盖板的问题，保证泥石流水石分离系统可以持久有效的发挥作用。