[发明专利]冰湖溃决型洪水泥石流防治方法

说明书

本发明公开了一种冰湖溃决型洪水泥石流防治方法，通过在水石分离、水流分散达到快速调峰，控制溃决洪水泥石流的规模，利用逐级消能控制物源起动的方法降低溃决洪水泥石流规模的级联放大，在下游区域通过修建控制型拦砂坝进行分流调控将溃决洪水泥石流分层、快速排导至主河，可在冰湖溃决特大洪水泥石流风险的区域，提前修建防治工程构建防治体系，对洪水泥石流流量进行分离、消耗其能量、采用消能潜槛和拦砂坝等工程，逐级降低溃决洪水泥石流的能量，拦挡对下游有巨大冲击能量的块石，控制沟道沟岸物源起动形成泥石流，同时也可以将形成的稀性泥石流或高容重低粘性的泥石流进行水石分离，将稀性泥石流转化为洪水。

技术领域

本发明涉及防灾减灾、工程设计和应用领域，特别涉及一种冰湖溃决型洪水泥石流防治方法。

背景技术

随着全球气候变暖，世界各高海拔山区的冰湖溃决事件频繁发生，常损毁基础设施和冲毁村镇，造成严重的经济损失和人员伤亡。自20世纪30年代至21世纪初，全球有记录的冰湖溃决事件呈现明显的增加趋势，而我国累计发生严重的冰湖溃决洪水泥石流灾害33起。如：1954年康马县桑旺错冰湖溃决形成特大洪水和泥石流造成约400人死亡，2万多人受灾，并使位于中下游的江孜和日喀则等城镇遭受严重危害。西藏地区冰湖溃决事件呈增加趋势，冰湖溃决高发地带分布于海洋性冰川和大陆性冰川的过渡带，以及帕隆藏布流域的海洋性冰川带，对我国西藏南亚大通道和藏东的川藏铁路、川藏高速等重要交通干线建设和后期的运行维护构成严重威胁。

随着全球气候变暖和冰川退缩加剧，冰碛湖溃决灾害日趋增多，已成为对线路方案起控制作用的特殊环境地质灾害类型。根据冰碛坝下游沟道的固体物源分布情况，溃决后的洪水可能演变为泥石流。而冰湖溃决引发的洪水或泥石流灾害规模往往是一般洪水、泥石流的数十倍，造成的危害也更大。随着对重大工程建设和安全运行的标准逐步提升，对冰湖溃决洪水泥石流的防治需求越来越迫切。但现有技术中并未有从流域尺度出发，针对冰湖溃决洪水泥石流的防治提出有效的处理方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提出一种冰湖溃决型洪水泥石流防治方法，该方法能够通过水石分离、水流分散达到快速调峰、降低水流动能的目的，通过修建潜槛和拦砂坝控制沟道、沟岸物源起动形成泥石流，降低溃决洪水规模级联放大的风险，在下游区域通过坝体分流作用实现洪水泥石流在垂直方向上的分层顺畅排导，最大程度的减小溃决洪水泥石流灾害对下游地区的铁路、公路、水利工程、居民点和农田造成危害。

为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种冰湖溃决型洪水泥石流防治方法，包括：

步骤1，根据沟道下游主河的输砂能力、需要保护的重大工程设施和村镇、主河沿岸区域的城镇等保护对象的防护标准，确定流域内防治工程体系规划设计标准；通过现场调查与勘查对冰碛坝后的沟道进行分区，依次分为上游区、中游区、下游区；进一步确定上游区沟道内分布的大漂石直径、中游区域沟道内分布的物源颗粒粒径，确定D90；确定沟道物源分布及其厚度；依据铁路、公路桥梁周围环境条件确定排导工程的长度、宽度和坡度范围；确定不同溃决条件下的最大溃决洪峰流量Q_Total；

步骤2，在上游区修建桩林坝群，库区内分层摆放大漂石，若沟道内大漂石数量有限，则可放置预制人工结构体，每一行桩林中的桩与桩之间的间距为b，行与行之间的间距为B；所述堆放的大漂石或人工结构体的直径D满足Db，依次向上游摆放，每间隔(50-100)D设置1-2排桩林以稳固上游的漂石和控制下游的漂石起动，同时桩林和摆放的块石形成阶梯跌水，以消耗洪水泥石流的能量；

步骤3，在中游区域修建消能潜槛，修建若干级潜槛后修建一座拦砂坝，防止沟道在溃决洪水的作用下快速下切，控制沟道沟岸的物源起动形成泥石流；

步骤4，在下游区域，通过修建一座控制型拦砂坝将溃决洪水泥石流进行分流，然后分别通过位于铁路、公路桥梁下部和顶部以上的排导槽将溃决洪水泥石流泄放至主河。