[发明专利]一种泥石流容重计算方法

说明书

本发明适用于泥石流防治工程技术领域，提供了一种泥石流容重计算方法。该计算方法包括：获取泥石流堆积区正射影像；对所述正射影像进行网格划分，并识别出块石边界、浆体边界；根据所述块石、浆体边界，统计块石总面积A₁和浆体总面积B₁；以块石、浆体面积为权重因子加权计算泥石流容重γ。本发明提供的计算方法在成灾后第一时间采用无人机拍摄泥石流堆积区的正射影像，快速获取现场原始数据，得到的数据准确性高，并且计算方法简单、范围大，更能反映泥石流容重的真实值。

技术领域

本发明涉及泥石流防治工程技术领域，具体涉及一种泥石流容重计算方法。

背景技术

在山区，泥石流灾害高发并造成大量的人员伤亡及财产损失。尤其是中国西部山区，地震导致的松散物源在强降雨诱发下每年都会成灾。在泥石流的防治工程设计过程中，泥石流容重是泥石流最重要的参数之一，对泥石流流速、拦挡坝抗冲击力计算、排导槽耐磨蚀等有很大影响。

计算泥石流容重的传统方法，包括现场搅拌法、称重法、室内颗粒分析等，但经过多年的工程实践发现，通过这些方法获得的泥石流容重准确性较低。以现场搅拌法为例，该方法与现场调查人员、目击者的感官认识的相关性较大，经常出现同一场泥石流是粘性泥石流(容重大于1.7t/m³)还是稀性泥石流(容重1.3-1.7t/m³)的争议，对后期防治工程设计有较大影响；现场挖坑称重的方法，也存在一定的缺陷。一是泥石流灾害刚刚发生后，含水量较大，无法现在作业；二是受限于野外台秤量程，占比较大的块石(如粒径大于0.5m的)反而无法纳入统计；三是灾后一段时间，部分细颗粒会被后继的洪水冲走，使测得的指标失真。

针对上述问题，有些学者已经做出了一定的改进，比如，相关文献1(陈宁生,崔鹏,刘中港,等.基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算[J].中国科学E辑,2003,33(z1):164-174.)中，通过对我国西南地区45条典型的沟道泥石流容重与黏粒含量关系的统计分析，基于黏粒含量，使用多项式对泥石流容重进行计算；相关文献2(韩征,徐林荣,苏志满,等.基于流域形态完整系数的泥石流容重计算方法[J].水文地质工程地质,2012,39(2):100-105.)中，通过对四川山区20条典型泥石流沟道的现场调查，建立了流域形态完整系数与泥石流浆体容重的统计关系，通过拟合分析形成了基于流域形态完整系数泥石流容重的指数式计算公式，利用该公式计算得到泥石流容重；相关文献3(陈宁生,杨成林,李欢.基于浆体的泥石流容重计算[J].成都理工大学学报(自然科学版),2010,37(2):168-173.)中，通过泥石流的浆体容重和细颗粒含量计算泥石流容重，具体地，利用现场目击者确定泥石流浆体浓度，用现场泥石流堆积物配制原状泥石流样，直到目击者认可为准，然后现场称取配制浆体的质量，测量体积，从而获得泥石流容重；相关文献4(余斌.根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究[J].沉积学报,2008,26(5):789-796.)中，通过泥石流沉积物的特征判断泥石流的类型，框定泥石流的容重范围，再根据泥石流的颗粒组成用公式计算泥石流的容重；相关文献5(屈永平.一种基于泥石流固体颗粒粒径的震区泥石流容重计算方法:中国,CN201710588538.2[P].2017-09-14.)中，通过汶川震区泥石流沟的野外调查、测量、取样以及泥石流沟特征参数提取等手段，确定泥石流沟的沟道纵比降、泥石流流深、沟道坡度、泥石流固体颗粒容重、泥石流体的粘滞系数、泥石流固体颗粒粒径，将所得到的参数代入计算公式以得到震区泥石流容重值。

但上述方法都是基于统计的回归分析方法，统计的原始数据均是通过传统的现场搅拌法、称重法、特征参数法等获得，仍然存在原始数据获取困难、精度低，计算结果不准确，不能反映泥石流容重的真实值等缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种泥石流容重计算方法。

本发明是这样实现的，一种泥石流容重计算方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取泥石流堆积区正射影像；