CN114169059A - 一种底孔型泥石流拦挡坝及坝高计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种底孔型泥石流拦挡坝及坝高计算方法，涉及泥石流防治工程技术领域，能够较为准确的计算出泥石流冲击至底孔型泥石流拦挡坝时的爬高，从而指导底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度设计，保证底孔型泥石流拦挡坝的工作安全和防护能力，并节省底孔型泥石流拦挡坝的制造成本。

Description

一种底孔型泥石流拦挡坝及坝高计算方法

技术领域

本发明涉及泥石流防治工程技术领域，具体而言，涉及一种底孔型泥石流拦挡坝及坝高计算方法。

背景技术

泥石流(mudsl ide)是指在山区或者其他沟谷深壑、地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。泥石流是我国山区的三大地质灾害之一，我国每年都会因为泥石流灾害造成大量的人员伤亡和财产损失，给人民群众的生命财产安全造成严重的威胁。拦砂坝是防治泥石流的主要工程措施之一。拦砂坝通常预先设置于容易发生泥石流的沟道中，在灾害来临时用来阻拦消耗泥石流的能量，从而达到拦截泥石流的作用，这就需要拦砂坝具有足够的强度能够吸收和消耗泥石流带来的能量，同时，还要具有足够的高度能够避免泥石流的爬高越过。

由于全断面非透过型的拦砂坝很容易被泥石流物质淤满，从而在泥石流灾害发生后过早的失去拦挡能力。因此，底孔型泥石流拦挡坝是泥石流防治工程的发展趋势。其中，在拦砂坝底部和沟道之间设置间隙以使泥石流部分透过，是底孔型泥石流拦挡坝的常用措施。这种间隙需要保证一定的比例尺寸，以便在允许部分泥石流物质通过的同时，保证拦砂坝还能够有效的消耗泥石流的能量。而且，底孔型泥石流拦挡坝还需要设置合适的高度，避免成本过高的前提下，还要防止泥石流发生时爬高过高而翻越拦砂坝。目前本领域内还没有有效的方法能够较为准确的计算出泥石流遇到底孔型泥石流拦挡坝时，在底部能够使部分泥石流透过的状态下，泥石流在拦砂坝上的爬高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底孔型泥石流拦挡坝及坝高计算方法，能够较为准确的计算出泥石流冲击至底孔型泥石流拦挡坝时的爬高，从而指导底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度设计，保证底孔型泥石流拦挡坝的工作安全和防护能力，并节省底孔型泥石流拦挡坝的制造成本。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，包括：获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，其中，目标位置为待设置底孔型泥石流拦挡坝的位置；根据

计算Fr，Fr为无量纲弗劳德数，g为重力加速度，g＝9.8m/s²；根据B＝H_c/h₀计算B，B为相对间隙高度，Hc为底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙高度；建立方程式

并计算h₁，h₁为泥石流爬高，根据h₁确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高。

可选地，建立方程式

并计算h₁包括：根据质量守恒定律建立：ρh₀(v₀+s)＝ρ(h₁-H_c)s+ρH_c(v₁+s)，求解s，得到

其中，ρ为泥石流的密度，s为冲击波速，v₁为泥石流从底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙流出的速度；根据动量守恒定律建立积分方程：

σ_0xx和σ_1xx为泥石流断面上的压力，其中，σ_0xx＝ρg(h₀-z)，σ_1xx＝ρg(h₁-z)，z为积分点的纵坐标；将σ_0xx和σ_1xx的计算式代入积分方程中得到：

以求解h₁。

可选地，将σ_0xx和σ_1xx的计算式代入积分方程中得到

以求解h₁包括：建立v₁与v₀的关系式v₁＝v₀B^1.5；将

和关系式v₁＝v₀B^1.5代入

得到方程式

解得h₁。

本发明实施例的另一方面，提供一种底孔型泥石流拦挡坝，采用前述任意一项的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法计算，并设置底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度。

可选地，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝包括在沟道的目标位置与沟道连接设置的坝体，在坝体底部向上加工形成有基底间隙，基底间隙用于使沟道内流经坝体断面的泥石流的一部分透过。

可选地，坝体包括坝身以及连接设置在坝身相对两侧的坝肩，坝肩与沟道的两侧壁连接。

可选地，基底间隙位于坝身的底部。

可选地，坝体高度大于泥石流爬高。

本发明实施例的有益效果包括：本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，包括：获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，其中，目标位置为待设置底孔型泥石流拦挡坝的位置；根据

计算Fr，Fr为无量纲弗劳德数，g为重力加速度常数，g＝9.8m/s²；根据B＝H_c/h₀计算B，B为相对间隙高度，Hc为底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙高度；建立方程式

并计算h₁，h₁为泥石流爬高，根据h₁确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高。采用本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，首先计算泥石流的爬高，只需要获取目标位置处的泥石流的平均流深v₀、平均流速h₀以及底孔型泥石流拦挡坝预设的基底间隙高度H_c，即可通过本发明实施例的各式的推导、仿真和计算得到泥石流冲击到底孔型泥石流拦挡坝的爬高，从而为设置有基底间隙的底孔型泥石流拦挡坝的坝型设计、特别是坝体高度的设置提供理论依据和数据支撑，使得根据本发明实施例计算的泥石流爬高确定坝体高度的底孔型泥石流拦挡坝能够保证对泥石流的拦截有效性，防止泥石流冲击过大而翻越拦砂坝，进而提高对于泥石流灾害的防治效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法的流程图之一；

图2为本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法的流程图之二；

图3为本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法的流程图之三；

图4为本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝模拟泥石流冲击的侧视示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，术语“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

拦砂坝是用来在泥石流灾害中，通过在沟道中设置的拦砂坝对泥石流进行阻挡拦截，以避免泥石流冲击的能量造成人员生命和财产损失。其中，底孔型泥石流拦挡坝在坝底部和沟道之间设置有间隙，间隙的设置能够使得泥石流的一部分透过，如此，便能够在拦截大部分泥石流冲击能量的同时，释放一小部冲击力，从而减轻底孔型泥石流拦挡坝在拦截泥石流时受到的冲击，避免泥石流冲垮底孔型泥石流拦挡坝，也防止底孔型泥石流拦挡坝快速淤满而失去阻挡拦截的能力。

作为防御型防治工事，底孔型泥石流拦挡坝需要在灾害来临前预先设置，因此，底孔型泥石流拦挡坝的坝高就成为一个重要的设置参数，坝高设置的过高，则必然造成大量的成本和人工的浪费，而若设置的不够高，若泥石流灾害发生时，泥石流爬高超过坝体高度，则会直接翻越底孔型泥石流拦挡坝，甚至冲毁底孔型泥石流拦挡坝。目前还没有便捷有效的方法能够较为准确的通过仿真计算，得出泥石流遇到底孔型泥石流拦挡坝时，在底部能够使部分泥石流透过的状态下，泥石流在底孔型泥石流拦挡坝上的爬高。

本发明实施例提供一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，如图1所示，坝高计算方法包括：

S101、获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，其中，目标位置为待设置底孔型泥石流拦挡坝的位置。

在目标位置的沟道或类似的区间设置底孔型泥石流拦挡坝，用于拦截泥石流灾害时将要流经该底孔型泥石流拦挡坝的断面时的泥石流。首先获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，此时对于泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀通常为本领域技术人员预设的数值，该预设数值可以为本领域技术人员根据该目标位置处过去一段时间内的泥石流灾害情况得到的相关实际记录数据或者统计数据，也可以是通过数值模拟、仿真模拟等的形式得到的模拟数据，或者其他方式得到的相关数据，本发明实施例中对于平均流深v₀和平均流速h₀的数据的来源不做具体限定，只要是本领域技术人员通过上述的各种方式得到的能够反映泥石流灾害中该位置处预计的泥石流的流深和流速即可。其中，泥石流的平均流深v₀的单位为m/s，泥石流的平均流速h₀的单位为m。

S102、根据式(1)计算Fr，

Fr为无量纲弗劳德数，g为重力加速度常数，g＝9.8m/s²。

在获取到平均流深v₀和平均流速h₀的数值后，根据上式(1)，通过平均流深v₀和平均流速h₀计算，能够计算得到无量纲弗劳德数Fr的数值。

S103、根据式(2)计算B，

B＝H_c/h₀ (2)

B为相对间隙高度，H_c为底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙高度，单位为m。

然后，根据上式(2)，通过底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙高度H_c，结合泥石流平均流速h₀计算相对间隙高度B，相对间隙高度B也以米为计量单位。

需要说明的是，对于底孔型泥石流拦挡坝来说，基底间隙的设置参数也是非常重要的设计环节，包括基底间隙的设置数量、设置位置、设置形状以及设置尺寸(包括基底间隙的高度H_c)，科学的基底间隙设计通常需要综合考虑防治目的、坝体开口特征、泥石流体性质、泥石流运动特征等诸多定性或定量因素，尤其需要基于扎实的实验测试数据与现场调查数据才能建立，自身也有一套全面的设计思路和设计方法。本发明实施例由于不对基底间隙进行论证和设计，因此对此也不做详细展开说明，本发明实施例基于已经设计确定有底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙的高度H_c的基础上，计算泥石流爬高，以通过计算得到的较为准确的泥石流爬高，支持底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度的确定。

S104、建立方程式(3)并计算h₁，

h₁为泥石流爬高，根据h₁确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高。

然后建立方程式(3)，通过对方程式(3)的一元三次方程求解，计算得到泥石流爬高h₁。

其中，对于方程式(3)的计算以及对泥石流爬高h₁的求解，可以采用Matlab求解或者其他的仿真计算求解，本发明实施例中对于对该一元三次方程的求解计算方式不做具体限定，只要能够求解计算得到泥石流爬高h₁即可。计算得到准确的泥石流爬高h₁后，可以对应确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高，例如，在计算得到的泥石流爬高h₁的基础上增加1m确定为底孔型泥石流拦挡坝的坝高。

本发明实施例提供的一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，包括：获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，其中，目标位置为待设置底孔型泥石流拦挡坝的位置；根据

计算Fr，Fr为无量纲弗劳德数，g为重力加速度常数，g＝9.8m/s²；根据B＝H_c/h₀计算B，B为相对间隙高度，Hc为底孔型泥石流拦挡坝的底间隙高度；建立方程式

并计算h₁，h₁为泥石流爬高，根据h₁确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高。采用本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法计算泥石流的爬高，只需要获取目标位置处的泥石流的平均流深v₀、平均流速h₀以及底孔型泥石流拦挡坝预设的基底间隙高度H_c，即可通过本发明实施例的各式的推导、仿真和计算得到泥石流冲击到底孔型泥石流拦挡坝的爬高，从而为设置有基底间隙的底孔型泥石流拦挡坝的坝型设计、特别是坝体高度的设置提供理论依据和数据支撑，使得根据本发明实施例计算的泥石流爬高设计的底孔型泥石流拦挡坝能够保证对于泥石流的拦截有效性，防止泥石流冲击过大而翻越底孔型泥石流拦挡坝，进而提高对于泥石流灾害的防治效果。

可选地，如图2所示，步骤S104包括：

S1041、根据质量守恒定律建立式(4)：

ρh₀(v₀+s)＝ρ(h₁-H_c)s+ρH_c(v₁+s) (4)

求解s，得到式(5)：

其中，ρ为泥石流的密度，ρ的单位为kg/m³，s为冲击波速，s的单位为m/s，v₁为泥石流从底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙流出的速度，v₁的单位为m/s。

S1042、根据动量守恒定律建立积分方程(6)：

σ_0xx和σ_1xx为泥石流断面上的压力，单位为Pa，其中，σ_0xx＝ρg(h₀-z)，σ_1xx＝ρg(h₁-z)，z为积分点的纵坐标，单位为m。

S1043、将σ_0xx和σ_1xx的计算式分别代入积分方程中得到式(7)：

根据上式(7)求解h₁。

可选的，如图3所示，步骤S1043还包括：

S1044、建立v₁与v₀的关系式(8)：

v₁＝v₀B^1.5 (8)。

其中，关系式(8)的建立，还包括代入相对间隙高度B的计算式(2)。

S1045、将式(5)：

和关系式(8)：v₁＝v₀B1.5代入式(7)：

得到方程式(3)：

通过解方程式(3)解得h₁。

综上，由于本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法中，只需要获取目标位置处的泥石流的平均流深v₀、平均流速h₀以及底孔型泥石流拦挡坝预设的基底间隙高度H_c，即可通过本发明实施例的各式的推导、仿真和计算得到泥石流冲击到底孔型泥石流拦挡坝的爬高，则可以计算出对于不同的基底间隙高度H_c的底孔型泥石流拦挡坝，其面对泥石流冲击时泥石流爬高的模拟数值，从而对不同的基底间隙高度H_c的底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度的评估、设计和确定提供准确性较高的理论参考。使得根据本发明实施例计算的泥石流爬高确定坝高的底孔型泥石流拦挡坝能够在保证底孔型泥石流拦挡坝的拦截有效性、防止泥石流冲击过大翻越底孔型泥石流拦挡坝、提高对于泥石流灾害的防治效果的基础上，节省底孔型泥石流拦挡坝建设的工程材料，降低底孔型泥石流拦挡坝的工程造价。

本发明实施例的另一方面，提供一种底孔型泥石流拦挡坝，如图4并结合图5所示，为本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的结构示意图，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度，由前述任意一项的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法计算，并设置底孔型泥石流拦挡坝的坝体10的高度。

由于底孔型泥石流拦挡坝用于在泥石流灾害时正面拦截泥石流，并通过底孔型泥石流拦挡坝上设置的基底间隙3使得部分泥石流透过，从而在阻断大部分泥石流的冲击力的基础上，在一定程度上减轻整个底孔型泥石流拦挡坝受到泥石流的冲击，提高底孔型泥石流拦挡坝的拦截能力，同时也避免完全阻拦泥石流使得泥石流在底孔型泥石流拦挡坝的一侧快速大量淤积后失去对于泥石流的拦截能力，从而提高底孔型泥石流拦挡坝的有效拦截时间。这就需要在计算得到较为准确的泥石流爬高h₁的基础上，将底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度设置为合适的数值，保证底孔型泥石流拦挡坝能过承受泥石流的正面冲击，避免泥石流爬高h₁过高而由坝体10上部翻越拦砂坝。

因此，可选的，如图6所示，在已知泥石流爬高h₁的基础上，设置底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度大于泥石流爬高h₁，如此，当本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝抵御泥石流灾害时，正面冲击底孔型泥石流拦挡坝的泥石流形成的爬高不会由坝体10上部翻越拦砂坝，当然，本领域技术人员也应当知晓，为了有效合理的制造和使用本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝，坝体高度通常根据该地区遭遇泥石流灾害的频繁程度以及泥石流灾害的烈性，并参考50年一遇的强度，或者100一遇等的强度和频度进行设计和设置，将底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度设置为高于仿真计算的泥石流爬高h₁的若干米即可。高出部分的具体数值本领域技术人员可以根据实际需要和经验等进行具体设置，本发明实施例中对此不做具体限定。

可选地，如图4和图5所示，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝包括在沟道的目标位置与沟道连接设置的坝体10，在坝体10底部向上加工形成有基底间隙3，基底间隙3用于使沟道内流经坝体断面的泥石流的一部分透过。

通过设置的基底间隙3，使得本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝在受到泥石流的正面冲击时，能够在底部通过基底间隙3使得一部分泥石流经过坝体10的阻力冲击减小一定速度后透过坝体30流出，由于这部分泥石流已经因为阻力冲击降低了流速，透过坝体10流出后也不会携带大量的能量，从而不会对人民生命和财产安全再造成威胁，同时，透过的部分泥石流有助于缓解底孔型泥石流拦挡坝受到的冲击力和对于泥石流的大量淤积，使得本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝具有较长的拦截时间和较佳的拦截能力。

其中，基底间隙3通过在坝体10底部向上加工而成，通常情况下，为了在降低流速保证安全的情况下使得部分泥石流在可控的状态下透过，并且还考虑到对于透过的泥石流的流速和流量便于计算，会将基底间隙3设计为沿沟道方向较宽、沿高度方向较窄的条形开口，常见的，将基底间隙3设计为矩形。断面为矩形的基底间隙3的结构便于加工、便于基底间隙3尺寸的计算和测量。

可选地，由于沟道、河道等容易发生泥石流灾害的山体结构，通常为上宽下窄的倒锥形结构，因此，与之对应的，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝体10包括坝身1以及连接设置在坝身1相对两侧的坝肩2，坝肩2与沟道的两侧壁连接，从而使得本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝与倒锥形的山体结构贴合匹配，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的断面也为倒锥形结构，其中，贯穿沟道上下的中心部分为坝身1，连接在坝身1相对两侧并且与沟道侧壁连接的部分为坝肩2。如图4和图5所示，坝肩2的高度通常设置为大于或等于坝身1的高度。这是由于受到泥石流的冲击时，坝肩2所处的位置更靠近沟道的侧壁，泥石流的冲击力在沟道侧壁和坝肩2处形成合力，更容易冲击出较高的爬高h₁。

可选地，如图4和图5所示，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝，基底间隙3位于坝身1的底部。

如图4所示，考虑到基底间隙3的设置位置位于底部，对于携带大量能量的泥石流来说，处于沟道中心的泥石流无论是流量还是流速都较两侧来说较大，而两侧处的泥石流由于受到来自沟道的侧壁的阻挡，还会使泥石流形成向中心运动的推力，因此，基底间隙3至少位于坝身1的底部位置，以保证泥石流的部分透过。当然，随着对于基底间隙3的形状设计、流量设计等要求，还可以使得基底间隙3向两侧的坝肩2的底部位置处延伸。本发明实施例中对此不作具体限定，本领域技术人员可以根据基底间隙3的设计要求和实际情况进行设计和设置。

如图6所示，本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝作为预防性工事设置于沟道内，当由左侧而来的泥石流正面冲击于本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝的坝体10，坝体10的底部设置有基底间隙3，在坝体10阻拦以减弱泥石流携带的大量冲击能量的情况下，设置于坝体10底部的基底间隙3能够使得一部分的泥石流透过，其他被阻拦的泥石流则会在左侧冲击坝体10并沿着坝体10向上爬高，直至能量在冲击中得到释放后跌落并在坝体10的左侧淤积。泥石流在沿着坝体10表面向上冲击的高点即为泥石流的爬高h₁，由图6可知，泥石流的爬高h₁与泥石流流经该位置时的流量和流速直接相关，并且与底孔型泥石流拦挡坝底部的基底间隙3的位置和尺寸设置有关，因此，本发明实施例通过目标位置处的泥石流的平均流深v₀、平均流速h₀以及底孔型泥石流拦挡坝预设的基底间隙高度H_c计算得到泥石流冲击到底孔型泥石流拦挡坝的爬高h₁，并根据该泥石流爬高h₁将底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度确定为一个合理的数值，使得本发明实施例的底孔型泥石流拦挡坝能够在保证对泥石流的拦截有效性、防止泥石流冲击过大翻越拦砂坝、提高对于泥石流灾害的防治效果的基础上，节省底孔型泥石流拦挡坝建设的工程材料，降低底孔型泥石流拦挡坝的工程造价。

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 (8)

1.一种底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，其特征在于，包括：

获取目标位置处泥石流的平均流深v₀和平均流速h₀，其中，目标位置为待设置底孔型泥石流拦挡坝的位置；

根据

计算Fr，Fr为无量纲弗劳德数，g为重力加速度，g＝9.8m/s²；

根据B＝H_c/h₀计算B，B为相对间隙高度，Hc为底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙高度；

建立方程式

并计算h₁，h₁为泥石流爬高，根据h₁确定底孔型泥石流拦挡坝的坝高。

2.如权利要求1所述的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，其特征在于，所述建立方程式

并计算h₁包括：

根据质量守恒定律建立：ρh₀(v₀+s)＝ρ(h₁-H_c)s+ρH_c(v₁+s)，求解s，得到

其中，ρ为泥石流的密度，s为冲击波速，v₁为泥石流从底孔型泥石流拦挡坝的基底间隙流出的速度；

根据动量守恒定律建立积分方程：

σ_0xx和σ_1xx为泥石流断面上的压力，其中，σ_0xx＝ρg(h₀-z)，σ_1xx＝ρg(h₁-z)，z为积分点的纵坐标；

将σ_0xx和σ_1xx的计算式代入积分方程中得到：

以求解h₁。

3.如权利要求2所述的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法，其特征在于，所述将σ_0xx和σ_1xx的计算式代入积分方程中得到

以求解h₁包括：

建立v₁与v₀的关系式v₁＝v₀B^1.5；

将

和关系式v₁＝v₀B^1.5代入

得到方程式

解得h₁。

4.一种底孔型泥石流拦挡坝，其特征在于，所述底孔型泥石流拦挡坝采用权利要求1-3任意一项所述的底孔型泥石流拦挡坝的坝高计算方法计算，并设置所述底孔型泥石流拦挡坝的坝体高度。

5.如权利要求4所述的底孔型泥石流拦挡坝，其特征在于，包括在沟道的目标位置与所述沟道连接设置的坝体，在所述坝体底部向上加工形成有基底间隙，所述基底间隙用于使所述沟道内流经所述坝体断面的泥石流的一部分透过。

6.如权利要求5所述的底孔型泥石流拦挡坝，其特征在于，所述坝体包括坝身以及连接设置在所述坝身相对两侧的坝肩，所述坝肩与所述沟道的两侧壁连接。

7.如权利要求6所述的底孔型泥石流拦挡坝，其特征在于，所述基底间隙位于所述坝身的底部。

8.如权利要求6或7所述的底孔型泥石流拦挡坝，其特征在于，所述坝体高度大于所述泥石流爬高。

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