[发明专利]利用沟道泥石流模拟实验系统确定沟道泥石流启动流量阈值的方法

摘要

本发明公开一种沟道泥石流模拟实验系统及确定沟道泥石流起动流量阈值的方法，实验系统包括水泵、出水管、水槽、废料收集池和液压升降机构。确定沟道泥石流起动流量阈值的方法包括：(1)测量实际沟道的各个参数；(2)选取泥沙材料；(3)将泥沙用水饱和后铺在水槽内；(4)控制水槽与实际沟道沟床坡度一致；(5)向水槽内通入水，使泥沙材料起动，并流入废料收集池内；(6)测量冲出的泥流的密度，获得泥石流起动时的水流深度；(7)按公式：Qm＝vmhmbm计算模型实验的泥石流起动流量；(8)按公式：计算得到沟道的泥石流起动流量阈值。本发明实现了沟道泥石流起动流量阈值的计算，其计算结果非常接近真实数据，很适合推广应用。

主权项

1.利用沟道泥石流模拟实验系统确定沟道泥石流启动流量阈值的方法，其特征在于，所述的实验系统包括水泵(1)，一端与水泵泵出口连接、用于实现出水的出水管(2)，一端与出水管(2)另一端对应、并装有泥沙材料的水槽(5)，设置在该水槽(5)另一端下方的废料收集池(7)，以及与水槽(5)底部连接、用于调整水槽坡度的液压升降机构(8)；所述出水管(2)另一端与水槽(5)之间还设有用于调整水流流速的可升降集水槽(3)；所述的方法则包括以下步骤：(1)测量实际沟道的宽度、沟床坡度、堆积物厚度、堆积物颗粒粒径、堆积物密度；(2)根据堆积物颗粒粒径和堆积物密度，设计与实际沟道中堆积物物理力学参数一致的泥沙材料；(3)将泥沙材料用水饱和后铺在水槽内；要求水槽内泥沙达到饱和状态，且泥沙堆积物上表面平整、均匀；(4)利用液压升降机构调整水槽的坡度，使其与实际沟道沟床坡度一致；(5)开启水泵，令水流按设计好的流速持续、稳定地流入水槽内，使水槽内的泥沙材料在水流的冲刷下启动，并流入水槽下面的废料收集池内；(6)在废料收集池内对冲出的泥流进行密度测量，如果密度达到泥石流的密度，则认为泥石流已经启动，然后执行步骤(7)；否则，循环步骤(5)、(6)，改变水流流速；(7)按照公式：Qm＝vmhmbm计算模型实验的泥石流启动流量，式中，vm为水槽内的水流流速，hm为泥石流启动时水槽内的临界水流深度，该临界水流深度hm的数据通过设置于水槽两侧和正面的摄像机进行抓拍获得，bm为水槽的宽度；(8)按照公式：计算得到实际沟道的泥石流启动流量阈值，其中，