CN112115538B

CN112115538B - 拦砂坝坝体与坝基的保护方法

Info

Publication number: CN112115538B
Application number: CN202010990371.4A
Authority: CN
Inventors: 崔文榕; 陈晓清; 陈剑刚; 赵万玉
Original assignee: Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS
Current assignee: Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2023-07-18
Anticipated expiration: 2040-09-18
Also published as: CN112115538A

Abstract

一种拦砂坝坝体与坝基的保护方法，包括：将主坝前后及副坝前后处理成平面并铺设土壤；在主坝上游及副坝上游种植草本，以通过草本拦蓄泥沙、减缓流速、分散水流；在主坝及副坝下种植灌木，以利用灌木减小流水的流速以及飞溅侵蚀；在坝体上种植苔藓，以减少贴壁流侵蚀。本发明利用生态植被进行梯级消能，能长期有效的减小上游长流水对拦沙坝的破坏。对比于现有的钢筋石笼等工程措施，本发明的保护效应随时间的增长而增加，成本低廉，绿色环保，并且通过载草本周围的土壤淤积可以加速泥石流沟道内的生态恢复，有利于沟道生态的可持续发展。

Description

拦砂坝坝体与坝基的保护方法

技术领域

本发明涉及一种减小泥石流拦砂坝坝体及坝基侵蚀的技术，特别是涉及一种拦砂坝坝体与坝基的保护方法。

背景技术

泥石流是山区常见的自然灾害，在我国广袤的国土上分布着10万多条泥石流沟，威胁着中国人民的生命财产安全，同时也制约着山区的经济发展和资源的开发利用。中国从20世纪五十年代开始进行泥石流防治机理研究和开展工程实践，至今已建成了大量泥石流防治工程，保护了人民生命财产安全，保障了山区发展。防治工程主要包括有岩土工程和生物工程。泥石流拦砂坝作为岩土工程中的关键组成部分，在泥石流防治体系中广泛应用，主要起到拦截泥沙，稳固物源，削减泥石流容重、流速以及规模的作用。

大多数的泥石流沟道内有长流水流动，流水携带泥沙坝体造成磨蚀，过坝后的水舌冲击下游沟道在坝后形成冲刷坑。随着冲刷深度的增加，拦砂坝坝体的稳定性会逐渐下降，甚至导致拦砂坝的垮塌问题，严重影响拦砂坝的防灾功能。

如何减小沟道内长流水对于坝体的磨蚀，以及过坝后水舌对于坝基侵蚀成为影响坝体稳定的重要问题，野外考察发现通过坝后钢筋石笼减小坝后侵蚀，效果不佳，并且随着时间增减，其保护效应越来越低。基于此，有必要提出一种高效便捷、长期有效、成本低廉的方法用于减小拦砂坝的侵蚀，保障拦砂坝的安全稳定运营。

发明内容

本发明提供了一种拦砂坝坝体与坝基的保护方法，以解决至少一个上述技术问题。

为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种拦砂坝坝体与坝基的保护方法，包括：

步骤1，将主坝前后及副坝前后处理成平面并铺设土壤；

步骤2，在主坝上游及副坝上游种植草本，以通过草本拦蓄泥沙、减缓流速、分散水流；

步骤3，在主坝及副坝下种植灌木，以利用灌木减小流水的流速、冲击力以及飞溅侵蚀；

步骤4在坝体上种植苔藓，以减少贴壁流侵蚀。

优选地，在步骤1之前还包括：在沟道(1)布置水深、流速测量设备，根据监测的参数进行计算获得年内的流量、流速、水深等分布情况，通过遥感影像或现场实测获取沟道内长流水冲沟的沟道宽度，获取拦沙坝工程的各项参数，沟道的坡纵比等参数。获取当地常见的易于生存的苔藓、草本植被和灌木等基本特征，主要包括种类及其生长高度、习性等。

优选地，步骤1具体包括：对于拦砂坝主坝(4)前L₁长，1.5l宽的范围进行人工清平，上游清平至比冲沟低s高度，下游根据沟道具体情况清平至低于泄流孔或溢流口s高度，用于铺设适宜植被生长的土壤，并测量坡度J；其中，L₁根据沟道情况取(6-10)m，s根据植被生长根系需要取(15-45)cm。

优选地，步骤2具体包括：

步骤21，根据获得的流量数据算出过水断面的高度h，根据过流断面水深选择当地可以在水中生存且根茎较粗的高度大于(1.2-1.5)h的草本植被，在坝前铺设的土壤上以70％的植被覆盖度进行草本种植(2)；

步骤22，计算过草本种植带的过坝水流流速，根据过坝后的流速计算过坝后水舌的射距和宽度，根据水舌射距计算水舌横向及纵向扩散距离。

优选地，步骤3具体包括：

在主坝(4)与副坝(6)间进行清平铺设土壤s高度，根据水舌的射距以及横纵向扩散距离确定灌木(5)的布置范围，布设宽度在通过溢流口过坝时为a＝(0.8-1.2)B_max、在通过排水孔过坝时每个排水孔后为a＝(1.1-1.3)B_max，布设长度为b＝L+(0.8-1.2)(H_max/2)；

从出流口中心开始布置向下游种植，在其他位置种植草本选择同主坝上游；

在副坝后清平a宽度、0.5b长度的范围进行清平铺设土壤后种植灌木，灌木高度选择根据跌坎高度的0.3-0.5倍选择。

优选地，步骤4具体包括：在主坝、副坝的坝体B宽度的范围内进行人工种植苔藓(3)，减小贴壁水流对坝体的破坏。

优选地，步骤21中，过水断面的高度h根据流量公式确定：

Q_max＝S·v＝h·l·v

v＝Q/(l·v)

式中：

Q_max—测量得到的汛期内最大流量，m³/s；

S—长流水冲沟内过流面积，m²；

v—为冲沟内水流流速，m/s；

l,h—分别为冲沟的宽度和过流断面水深，m。

优选地，步骤22中，过草本种植带的过坝水流流速根据考虑植被覆盖度影响下坡面流的平均流速公式确定：

式中：

k—与坡面粗糙度相关的综合系数，多为常数，此处取k＝10.06；

a,b,c—均为指数系数，此处取a＝1.71,b＝0.22,c＝0.4；

V_c—为植被覆盖度；

Q—过植被前断面流量，Q＝Q_max，m³/s；

J—坡面坡度。

优选地，步骤22中，过坝后水舌的射距和宽度根据堰流公式、闸孔出流公式及水舌射距公式通过下述方式确定：

步骤a，确定过坝后流量：

(1)过坝后流量在不受限情况下，即通过溢流口出流但是1.5l≤B，此时过坝后流量等于沟道内流量，但是流速减缓，流宽增加为(1.2-1.5)l，流深根据流量公式Q＝S·v＝h·l·v计算；

(2)通过溢流口过坝流量，且1.5l＞B根据堰流公式计算：

式中：

m—堰的流量系数，无侧限时有侧限时根据堰的具体形状取值，一般取0.502；

H—堰上水头，m；

B—堰宽，m；

g—重力加速速取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v过坝；

(3)通过排水孔过坝流量，未淹没排水孔按上述堰流公式计算，淹没排水孔按闸孔出流计算，如下：

式中：

σ_s—淹没系数，自由出流时取1；

μ₀—流量系数，μ₀＝0.60-0.18e/H；

g—重力加速速取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v_过坝；

e—排水孔高度，m；

n—过流排水孔孔数；

b—排水孔宽度，m；

步骤b，计算水舌射距：

式中：A—取1.5-1.6，水流平稳时取1.6；

K—空气阻力系数，取1；

q—单宽流量，m²/s，q＝Q_过坝/B或q＝Q_过坝/(nb)；

α—动能校正系数，取1；

H—跌坎高度，m。

优选地，步骤22中，水舌射距计算水舌横向及纵向扩散距离根据横向扩散距离公式和纵向扩散距离公式确定：

(1)横向扩散距离：

λ＝0.042Fr+0.158

μ＝0.063Fr+0.106

式中：

B_max—水舌扩散后宽度，m；

B₀—水舌出口宽度，B₀＝B，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数；

(2)水舌纵向扩散距离：

式中：

H_max—水舌扩散后厚度，m；

H₀—水舌出口厚度即水头高度，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用生态植被进行梯级消能，能长期有效的减小上游长流水对拦沙坝的破坏。对比于现有的钢筋石笼等工程措施，本发明的保护效应随时间的增长而增加，成本低廉，绿色环保，并且通过载草本周围的土壤淤积可以加速泥石流沟道内的生态恢复，有利于沟道生态的可持续发展。

附图说明

图1示意性地示出了苔藓、草本及灌木配置示意图。

图中附图标记：1、长流水冲沟；2、草本种植带；3、苔藓种植带；4、主坝；5、灌木种植带；6、副坝。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明主要通过苔藓、草本与灌木在泥石流拦砂坝坝前及坝后的有效配置达到在长流水期间减小坝体与坝基侵蚀的作用。首先将主坝前后及副坝前后处理成平面并铺设土壤，在主坝上游及副坝上游种植草本，通过草本拦蓄泥沙，减缓流速以及分散水流；在主坝及副坝下种植灌木，利用灌木减小流水的流速以及飞溅侵蚀；在坝体上种植苔藓，减少贴壁流侵蚀。与现有技术相比，本发明能够有效地减小通过坝体的水流的流速、泥沙含量，增大过流面积，减小过坝后下落的流速，飞溅的冲击力。大大降低长流水对于坝体及坝基的侵蚀作用，保护了泥石流拦砂坝的结构稳定。本发明结构简单、施工操作方便、易就地取材，并且绿色环保，适用于有长流水的泥石流沟中的拦沙坝工程。

本发明提出了一种苔藓、草本和灌木在拦砂坝坝前坝后有效配置保护坝体不被侵蚀的生态岩土方法及其应用，其通过生态措施减小流速、减小含沙量，增大过流面积，减小水舌冲击力，大大降低长流水对于坝体及坝基的侵蚀作用，保护了泥石流拦砂坝的结构稳定。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

该生态岩土方法主要包括主坝4和副坝6前的草本种植带2、坝后的灌木带5及坝体上苔藓带3的配置模式。

草本种植带2主要的配置包括种植宽度、种植长度、植被覆盖度以及草本种类的选取。其种植的宽度、长度、覆盖度决定了过流后的水流的能量耗散大小，以及种植需要的经济成本。灌木带5的配置主要由过草本种植带2以后的过坝水舌特征参数决定，灌木带5不易太宽，在水平流动时，草本植物的减流减沙效应最好，因此合理布置灌木带宽度，即能节约成本，又能更好地发挥耗能效应，保护拦砂坝正常安全运行。

具体而言，所述用于保护拦砂坝的苔藓、草本和灌木在拦砂坝坝前、坝后有效配置方法及应用步骤如下：

(一)在沟道布置水深、流速测量设备，根据监测的参数进行计算获得年内的流量、流速、水深等分布情况，通过遥感影像或现场实测获取沟道内长流水冲沟的沟道宽度，获取拦沙坝工程的各项参数，沟道的坡纵比等参数。获取当地常见的易于生存的苔藓、草本植被和灌木等基本特征，主要包括种类及其生长高度、习性等。

(二)对于拦砂坝主坝前L₁长，1.5l宽的范围进行人工清平，上游清平至比冲沟低s高度，下游根据沟道具体情况清平至低于泄流孔或溢流口s高度，用于铺设适宜植被生长的土壤，并测量坡度J。L₁根据沟道情况取(6-10)m，s根据植被生长根系需要取(15-45)cm。根据获得的流量数据算出过水断面的高度，高度由流量公式确定：

Q_max＝S·v＝h·l·v

v＝Q/(l·v)

式中：

Q_max—测量得到的汛期内最大流量，m³/s；

S—长流水冲沟内过流面积，m²；

v—为冲沟内水流流速，m/s；

l,h—分别为冲沟的宽度和过流断面水深，m。

根据过流断面水深选择当地可以在水中生存且根茎较粗的高度大于(1.2-1.5)h的草本植被，在坝前铺设的土壤上以70％的植被覆盖度进行种植。有研究表明在植被覆盖度在30％-70％时，随着植被覆盖度的增大，平均流速缓慢减小，且流速梯度小，受流量大小影响低；当植被覆盖度超过70％后，平均流速变化不大。

(三)对于考虑植被覆盖度影响下坡面流的平均流速公式(即过坝水流流速)如下：

式中：k—与坡面粗糙度相关的综合系数，多为常数，此处取k＝10.06；

a,b,c—均为指数系数，此处取a＝1.71,b＝0.22,c＝0.4；

V_c—为植被覆盖度；

Q—过植被前断面流量，Q＝Q_max，m³/s；

J—坡面坡度。

(四)根据过坝后的流速计算过坝后水舌的射距和宽度：

①确定过坝后流量：

过坝后流量在不受限情况下，即通过溢流口出流但是1.5l≤B，此时过坝后流量等于沟道内流量，但是流速减缓，流宽增加为(1.2-1.5)l，流深根据流量公式Q＝S·v＝h·l·v计算。

通过溢流口过坝流量，且1.5l＞B根据堰流公式计算：

式中：

H—堰上水头，m；

B—堰宽，m；

g—重力加速速取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v_过坝

通过排水孔过坝流量，未淹没排水孔按上述堰流公式计算，淹没排水孔按闸孔出流计算，如下：

式中：

σ_s—淹没系数，自由出流时取1；

μ₀—流量系数，μ₀＝0.60-0.18e/H；

g—重力加速速取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v_过坝；

e—排水孔高度，m；

n—过流排水孔孔数；

b—排水孔宽度，m；

②计算水舌射距：

式中：

A—取1.5-1.6，水流平稳时取1.6；

K—空气阻力系数，取1；

q—单宽流量，m²/s，q＝Q_过坝/B或q＝Q_过坝/(nb)；

α—动能校正系数，取1；

H—跌坎高度，m。

(五)根据过坝体后水舌射距计算水舌横向及纵向扩散距离：

①横向扩散距离：

λ＝0.042Fr+0.158

μ＝0.063Fr+0.106

式中：

B_max—水舌扩散后宽度，m；

B₀—水舌出口宽度，B₀＝B，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数；

②水舌纵向扩散距离：

式中：

H_max—水舌扩散后厚度，m；

H₀—水舌出口厚度即水头高度，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数；

(六)在主坝与副坝间进行清平铺设土壤s高度，根据水舌的射距以及横纵向扩散距离确定灌木的布置范围，布设宽度：通过溢流口过坝时a＝(0.8-1.2)B_max；通过排水孔过坝时每个排水孔后布设宽度为a＝(1.1-1.3)B_max。布设长度为b＝L+(0.8-1.2)(H_max/2)，从出流口中心开始布置向下游种植，在其他位置种植草本选择同主坝上游。在副坝后清平a宽度、0.5b长度的范围进行清平铺设土壤后种植灌木。灌木高度选择根据跌坎高度的0.3-0.5倍选择。

(七)由于草本与灌木的效能效应，在流量较小是会形成贴壁水流，因此在坝后B宽度的范围内进行人工种植苔藓，减小贴壁水流对坝体的破坏。

实施例一

某泥石流沟道中有长流水冲沟，选取沟道内一小型拦沙坝进行生态岩土措施的配置，根据遥感影像及野外勘测获得拦沙坝前冲沟宽度为l＝4m，冲沟内最大流量为Q_max＝2.4m³/s，流速为v＝3m/s，沟道坡度J＝6°，拦砂坝溢流口宽度B＝10m，主坝与副坝间距离为6m，溢流口后跌坎高度为4m，且拦砂坝已经满库。根据流量公式算是冲沟内平均水深：Q_max＝S·v＝h·l·v，h＝0.2m。根据水深选择草本植被狗牙根，狗牙根高度约0.3m，生根深度0.1-0.2m，因此在主坝前7m长，6m宽的范围清平至溢流口，换填0.2m土壤，以70％的植被覆盖度种植狗牙根。

计算过草本种植带的过坝水流流速得到v过坝＝1.49m/s，由于1.5l≤B，此时过坝后流量等于沟道内流量Q_过坝＝2.4m³/s，但是流速减缓即v_过坝，流宽增加为1.2l＝4.8m，流深根据流量公式Q＝S·v＝h·l·v计算，即过坝后水舌出口宽度B₀＝4.8m，高度H₀＝0.34m。根据水舌射距公式/>确定水舌射距L＝4.48m。根据横向扩散公式/>计算得到扩散后宽度B_max＝5.49m，根据纵向扩散公式，/>计算得到扩散后厚度H_max＝0.86m。

在主坝与副坝间进行清平并换填土壤0.3m，在坝后沿主流线宽度a＝B_max＝5.49m，长度b＝L+(0.8-1.2)(H_max/2)＝4.9m的范围内种植灌木穗花牡荆，在其他位置与主坝前相同种植狗牙根。在副坝后沿主流线方向清平5.49m宽2.5m长的范围并换填0.3m土壤种植灌木迎春花。在坝后壁上5.49m宽度内种植苔藓，减小贴壁水流的侵蚀破坏。

实施例二

某泥石流沟道中有长流水冲沟，选取沟道内一谷坊坝进行生态岩土措施的配置，根据遥感影像及野外勘测获得拦沙坝前冲沟宽度为l＝3m，冲沟内最大流量为Q_max＝1.8m³/s，流速为v＝2m/s，沟道坡度J＝5°，拦砂坝溢流口宽度B＝4m，主坝与副坝间距离为6m，溢流口后跌坎高度为3m，且谷坊坝已经满库。根据流量公式算是冲沟内平均水深：Q_max＝S·v＝h·l·v，h＝0.3m。根据水深选择草本植被紫堇，紫堇高度约0.5m，生根深度0.1-0.3m，因此在主坝前7m长，4m宽的范围清平至溢流口，换填0.3m土壤，以70％的植被覆盖度种植紫堇。

计算过草本种植带的过坝水流流速得到v_过坝＝1.3m/s，由于1.5l≥B，此时过坝后流量根据堰流公式/>计算，即过坝后水舌出口宽度B₀＝4m，高度H₀＝0.3m。根据水舌射距公式/>确定水舌射距L＝3.98m。根据横向扩散公式/>计算得到扩散后宽度B_max＝4.61m，根据纵向扩散公式，/>计算得到扩散后厚度H_max＝0.9m。

在主坝与副坝间进行清平并换填土壤0.3m，在坝后沿主流线宽度a＝B_max＝4.61m，长度b＝L+(0.8-1.2)(H_max/2)＝4.4m的范围内种植灌木贴梗海棠，在其他位置与主坝前相同种植紫堇。在副坝后沿主流线方向清平4.61m宽2.2m长的范围并换填0.3m土壤种植灌木迎春花。在坝后壁上4.61m宽度内种植苔藓，减小贴壁水流的侵蚀破坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于，包括：

步骤1，将主坝前后及副坝前后处理成平面并铺设土壤；

步骤2，在主坝上游及副坝上游种植草本，以通过草本拦蓄泥沙、减缓流速、分散水流；步骤2具体包括：

步骤21，根据获得的流量数据算出过水断面的高度h，根据过流断面水深选择当地可以在水中生存且根茎较粗的高度大于1.2h～1.5h的草本植被，在坝前铺设的土壤上以70％的植被覆盖度进行草本种植(2)；步骤21中，过水断面的高度h根据流量公式确定：

Q_max＝S·v＝h·l·v

v＝Q/(l·v)

式中：

Q_max—测量得到的汛期内最大流量，m³/s；

S—长流水冲沟内过流面积，m²；

v—为冲沟内水流流速，m/s；

l,h—分别为冲沟的宽度和过流断面水深，m；

步骤22，计算过草本种植带的过坝水流流速，根据过坝后的流速计算过坝后水舌的射距和宽度，根据水舌射距计算水舌横向及纵向扩散距离；

步骤3，在主坝及副坝下种植灌木，以利用灌木减小流水的流速、冲击力以及飞溅侵蚀；步骤3具体包括：

在主坝(4)与副坝(6)间进行清平铺设土壤s高度，根据水舌的射距以及横纵向扩散距离确定灌木(5)的布置范围，布设宽度在通过溢流口过坝时为a＝0.8_max～1.2B_max、在通过排水孔过坝时每个排水孔后为a＝1.1B_max～1.3B_max，布设长度b取值L+0.8H_max/2至L+1.2H_max/2，L为水舌射距，单位为m；从出流口中心开始布置向下游种植，在其他位置种植草本选择同主坝上游；

在副坝后清平a宽度、0.5b长度的范围进行清平铺设土壤后种植灌木，灌木高度选择根据跌坎高度的0.3～0.5倍选择；

步骤4在坝体上种植苔藓，以减少贴壁流侵蚀。

2.根据权利要求1所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：在沟道(1)布置水深、流速测量设备，根据监测的参数进行计算获得年内的流量、流速、水深的分布情况，通过遥感影像或现场实测获取沟道内长流水冲沟的沟道宽度，获取拦沙坝工程的各项参数，沟道的坡纵比的参数；获取当地常见的易于生存的苔藓、草本植被和灌木的基本特征，包括种类及其生长高度、习性。

3.根据权利要求2所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于，步骤1具体包括：

对于拦砂坝主坝(4)前L₁长，1.5l宽的范围进行人工清平，上游清平至比冲沟低s高度，下游根据沟道具体情况清平至低于泄流孔或溢流口s高度，用于铺设适宜植被生长的土壤，并测量坡度J；

其中，L₁取6m～10m，s取15cm～45cm。

4.根据权利要求1所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于，步骤4具体包括：在主坝、副坝的坝体B宽度的范围内进行人工种植苔藓(3)，减小贴壁水流对坝体的破坏。

5.根据权利要求1所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于：步骤22中，过草本种植带的过坝水流流速根据考虑植被覆盖度影响下坡面流的平均流速公式确定：

式中：

a,b,c—均为指数系数，此处取a＝1.71,b＝0.22,c＝0.4；

V_c—为植被覆盖度；

Q—过植被前断面流量，Q＝Q_max，m³/s；

J—坡面坡度。

6.根据权利要求5所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于：步骤22中，过坝后水舌的射距和宽度根据堰流公式、闸孔出流公式及水舌射距公式通过下述方式确定：

步骤a，确定过坝后流量：

(1)过坝后流量在不受限情况下，即通过溢流口出流但是1.5l≤B，此时过坝后流量等于沟道内流量，但是流速减缓，流宽增加为1.2l～1.5l，流深根据流量公式Q＝S·v＝h·l·v计算；

(2)通过溢流口过坝流量，且1.5l＞B根据堰流公式计算：

式中：

m—堰的流量系数，无侧限时有侧限时根据堰的具体形状取值，取0.502；

H—堰上水头，m；

B—堰宽，m；

g—重力加速速取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v过坝；

式中：

σ_s—淹没系数，自由出流时取1；

μ₀—流量系数，μ₀＝0.60-0.18e/H；

g—重力加速度取9.8，m/s²；

H₀—总水头，α₀取1，V₀＝v_过坝；

e—排水孔高度，m；

n—过流排水孔孔数；

b—排水孔宽度，m；

步骤b，计算水舌射距：

式中：A—取1.5～1.6，水流平稳时取1.6；

K—空气阻力系数，取1；

q—单宽流量，m²/s，q＝Q_过坝/B或q＝Q_过坝/(nb)；

α—动能校正系数，取1；

H—跌坎高度，m。

7.根据权利要求6所述的拦砂坝坝体与坝基的保护方法，其特征在于：步骤22中，水舌射距计算水舌横向及纵向扩散距离根据横向扩散距离公式和纵向扩散距离公式确定：

(1)横向扩散距离：

λ＝0.042Fr+0.158

μ＝0.063Fr+0.106

式中：

B_max—水舌扩散后宽度，m；

B₀—水舌出口宽度，B₀＝B，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数；

(2)水舌纵向扩散距离：

式中：

H_max—水舌扩散后厚度，m；

H₀—水舌出口厚度即水头高度，m；

L—水舌射距，m；

Fr—弗洛德数。