[发明专利]一种冰湖溃决型泥石流的防治方法及其应用

摘要

本发明公开了一种冰湖溃决型泥石流的防治方法及其应用。该方法结合流域的地形地貌特征参数、降雨特征参数、以及流域内物源特征参数和主河的输移能力等，确定溃决洪水泥石流的洪峰流量阈值；然后基于对冰碛坝体的现场调查、取样、室内测试获得的基本参数，判断每个计算区域内的冰碛坝体的稳定性并进行危险性分类；在此基础上确定冰碛坝体中桩柱结构体的体型参数及其分布方式。本发明针对冰碛坝内埋藏冰消融、冰滑坡和冰崩入湖导致的冰湖突然溃决易形成特大型泥石流灾害，能有效控制坝体下切速度，延长溃决洪水下泄时间，削弱溃决洪水峰值流量，减小和调控溃决洪水形成泥石流的规模，进而降低溃决洪水对冰湖下游地区造成危害的风险。

主权项

1.一种冰湖溃决型泥石流的防治方法，其特征在于：所述冰湖溃决型泥石流的防治方法步骤如下：(一)从冰碛坝体(1)上的溃决口段中心出发、向冰碛坝体(1)两岸进行计算区域划分，将整个冰碛坝体(1)划分为至少3个计算区域；(二)通过实际取样实测，确定溃决洪水形成泥石流的重度γ_c、溃决洪水的重度γ_w和溃决洪水形成泥石流的干重度γ_s，单位均为kN/m³；通过大比例尺地形图测量或现场调查实测、确定冰碛坝体(1)溃决时的冰湖内水位高程，然后根据冰湖内水位高程和库容的关系曲线，确定冰碛坝体(1)溃决时的冰湖内蓄水量W、单位m³；通过大比例尺地形图测量或现场调查实测，确定防护对象距冰碛坝体(1)的距离L、单位m；根据肖克列奇经验公式，确定冰碛坝体(1)位置的最大洪水流量Q_max、单位m³/s；根据前期河道水文观测资料，确定防护对象位置处河道洪水期断面最大平均流速V_max、单位m/s；将上述参量代入公式计算得到防护对象位置处形成的泥石流最大流量Q_LD、单位m³/s，式中K为经验系数、山区取值1.1‑1.5、丘陵区取值1.0、平原区取值0.8‑0.9；(三)根据冰碛坝体(1)下游路桥的设计防护标准，确定下游路桥安全条件下允许通过的设计流量Q路桥、单位m3/s；根据冰碛坝体(1)下游主河输移能力，确定可以向主河排泄泥石流的峰值流量Q主河、单位m3/s；根据冰碛坝体(1)下游重要设施的防护设计标准，确定下游重要设施安全条件下允许通过的设计流量Q设施、单位m3/s；(四)将步骤(三)中得到的Q路桥、Q主河、Q设施，和步骤(二)中得到的QLD进行比较，取其中最小值作为溃决洪水泥石流洪峰阈值Q阈值、单位m3/s；(五)针对步骤(一)得到的每个计算区域，进行如下步骤i‑ii：i.通过现场调查，确定计算区域内的冰碛坝体(1)高度H、单位m；通过现场取样和室内测试分析，确定计算区域内的冰碛坝体(1)土体粘聚力c、单位kPa，冰碛坝体(1)土体内摩擦角单位°，及冰碛坝体(1)土体重度γ、单位kN/m³；通过现场调查实测、确定计算区域内的冰碛坝体(1)坡角，然后根据冰碛坝体(1)坡角和得到的冰碛坝体(1)土体内摩擦角查询均质边坡高度与坡角的关系曲线，得到计算区域内的冰碛坝体(1)高度系数H'；将上述参量代入公式计算得到计算区域内的冰碛坝体(1)坡面稳定性系数F_s；ii.根据步骤(五)i中得到的F_s、步骤(四)中得到的Q_阈值和步骤(二)中得到的Q_LD，进行计算区域内的冰碛坝体(1)危险性分类；如果0.8≤F_s≤1.0，同时或则该计算区域内的冰碛坝体(1)危险性为Ⅰ类；如果0.6≤F_s＜0.8，同时或则该计算区域内的冰碛坝体(1)危险性为Ⅱ类；如果则该计算区域内的冰碛坝体(1)危险性为Ⅲ类；最终得到所有计算区域内的冰碛坝体(1)危险性分类；(六)在危险性为Ⅰ类的冰碛坝体(1)坝顶轴线下游布设一行桩柱结构体(2)，在危险性为Ⅱ类的冰碛坝体(1)坝顶轴线下游布设两行桩柱结构体(2)，在危险性为Ⅲ类的冰碛坝体(1)坝顶轴线下游布设三行桩柱结构体(2)。