[发明专利]泥石流流量和容重沿程变化预测方法

摘要

本发明提供一种泥石流流量和容重沿程变化预测方法，包括：由物理机制的分布式水文模型划分子流域并计算每个子流域沟坡系统降雨产汇流形成的水动力；基于无限边坡模型或可移动固体物质判别模型，计算水动力作用下可移动固体物质的厚度、储量及其分布；采用容重和流量沿程变化预测模型，计算子流域出口水土动力匹配后形成的水土混合物的容重和流量过程；按子流域的分级次序和拓扑关系，由各子流域容重和流量过程反演计算整个流域出口或者沿程设定断面的容重和流量过程。本发明排除了传统经验公式中泥石流流量和规模计算的人为经验的主观性和不确定性，可以广泛应用关于泥石流监测预警、防治工程关键参数设计、风险分析等方面。

主权项

1.一种泥石流流量和容重沿程变化预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：由物理基础的分布式水文模型划分子流域并计算每个子流域沟坡系统降雨产汇流形成的水动力；步骤二：基于无限边坡模型或可移动固体物质判别模型，计算水动力作用下可移动固体物质的厚度、储量及其分布；步骤三：采用容重和流量沿程变化预测模型，计算子流域出口水土动力匹配后形成的水土混合物的容重和流量过程；步骤四：按子流域的分级次序和拓扑关系，由各子流域容重和流量过程反演计算整个流域出口或者沿程设定断面的容重和流量过程；步骤三中，子流域出口处水土动力匹配之后t时刻的容重通过如下容重计算模型计算：其中，γ(t)为水土动力匹配后子流域出口t时刻的容重，单位：t/m3；γw为水的容重，单位：t/m3；V水(t)为在t时刻子流域出口总的水体积，单位：m3，γs为松散固体颗粒的容重，单位：2.6t/m3；V土(t)为在t时刻子流域出口可移动固体物质的总体积，单位：m3；hi(t)为t时刻子流域i分带的地表径流的深度，单位：mm；ai(t)为t时刻子流域i分带的可移动固体物质的厚度，单位：mm；N为子流域分带数目，Si为子流域i分带的面积，单位：m2；子流域出口水土动力匹配后形成的流量沿程变化预测模型：……其中，Δt为计算时段，单位：s；Si为子流域i分带的面积,单位：m2；Hi为子流域i分带的水土动力匹配的产流量，单位mm；Q1......QN分别为第1时段Δt……第N时段NΔt的流量，单位：m3/s。