WO2012088775A1 - 一种主河输移控制型泥石流防治方法 - Google Patents

一种主河输移控制型泥石流防治方法 Download PDF

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debris flow
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debris
drainage
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崔鹏
陈晓清
游勇
李德基
黄凯
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中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
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    • E02B3/023—Removing sediments
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Definitions

  • the present invention relates to a debris flow prevention and control technology, and more particularly to a main river transport control type debris flow prevention and control method based on the distribution of debris flow material along the course, and is also a debris flow prevention and control project.
  • Debris flow disaster is one of the main types of geological disasters in China. At present, the debris flow blocked the main river to produce secondary disasters, such as the formation of dams and the flooding of the upper reaches of the lake. On August 8, 2010, a large mudslide occurred in the Sanyantun in Zhouqu County, Gansu province.
  • the object of the present invention is to address the deficiencies of the prior art, and to provide a main river based on the distribution of debris flow material along the way in the current mountainous areas where mudslides block the main river to form a dam and cause the dammed lake to inundate the upstream area.
  • the prevention and control method of debris flow prevention and control on the basis of maximizing the utilization of the main river transport capacity, through the rational distribution of debris flow material along the way, the corresponding engineering measures are adopted to prevent and control the debris flow, and the safe discharge of the debris flow is realized to avoid excessive drainage of mudslides. Blocking the main disaster of the main river to create a barrier lake, fully guarantee the safety of mountain towns, major projects and infrastructure located at the mouth of the mudslide.
  • the main technical idea of the main river transport control type debris flow prevention and control method based on the distribution of debris flow material according to the invention is as follows: Firstly, the main river transport capacity is utilized to the maximum extent, and the concept of sparseness is mainly embodied, according to the main river transport.
  • the debris flow prevention and control engineering system is rationally configured: If the debris flow material can be transported downstream by the main river, only the drainage project is used for the prevention and control of the debris flow; On the basis of the above, if there is still debris flow material that cannot be transported downstream by the main river, the drainage project plus the blocking project is used to prevent the debris flow; if the drainage project and the intercepting project are based, the debris flow material cannot be completely consumed. , the combination of drainage engineering, intercepting engineering and silt-stopping engineering will be carried out to prevent and control debris flow.
  • the invention discloses a main river transport control type debris flow prevention and control method, which utilizes the main river transport capacity to the maximum extent (ie, under the condition that the main river is not blocked, fully utilizes the maximum flow of the debris flow excreted by the main river.
  • the steps are as follows:
  • step A the peak flow of the debris flow i Q Total step B, the peak flow rate Q D which can be discharged to the main river through the debris flow drainage channel, and the passage obtained in step D Stabilize and block the peak flow Q Block of the debris flow, and determine the peak flow ep entering the siltation project. Sit , calculation
  • the ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ obtained above is used as the peak flow design value of the drainage project.
  • the above obtained a. z . « as the peak flow design value of the drainage project; ( Q TOTAL - Q ) as the cut-off peak flow calculation value of the intercepting project, according to the fortification standard of the prevention and control project, a safety factor k can be added to the actual design of the intercepting project, so The peak flow design value of the blocking project ( Q Total - Q Drainage ) xk.
  • the a fl3 ⁇ 4M g e obtained above is used as the peak flow design value of the drainage project; the above calculated peak flow reduction value as the intercepting project, 2 Dep .
  • the peak flow design value of the siltation project 2 Dep . Sit xk.
  • the k is a safety factor, which is determined according to the importance degree of the protection object, and the specific value is beneficial to increase engineering safety.
  • ⁇ the single-wide flow of the main river (ie the volume of fluid passing through the length of the main river per unit time;), in m 3 /s/m (ie the number of fluid cubes per second through each main river) );
  • ⁇ The angle between the channel and the main river, the unit. According to the drainage channel on the debris flow fan, the planned orientation and the angle of the main river are determined;
  • ⁇ a mudslide gravity in units of kN/m 3 , determined by historical disaster surveys or by the accumulation of soil particles;
  • the gravity of a main river is generally 10kN/m 3 ;
  • ⁇ A mudstone flow channel guide groove is proposed to be the width, the unit m, according to the similar successful control project drainage channel.
  • the historical debris flow hazard investigation method is used to determine the peak flow of the debris flow under the design standard.
  • Step A above, the hydrological small watershed calculation method (calculation method with commonly used), debris flow is determined at the design peak flow ⁇ standard, is calculated as: Q Total two + ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ( ⁇ -) ⁇ 5 - ⁇ ) ⁇ where: ⁇ ⁇ —the peak flow of debris flow under design criteria, in m 3 /s; the increase coefficient of debris flow peak; the blockage coefficient of a debris flow channel, generally
  • ⁇ 6 The flow rate of clean water under the design standard, in m 3 /s, can be calculated by referring to the hydrological manuals of each province; ⁇ the solid gravity in a mudslide, generally taking 27kN/m 3 ; C – the gravity of the debris flow, The unit kN/m 3 is determined according to the historical disaster investigation or the accumulation of soil particles.
  • the gravity of a clear water is generally 10kN/m 3 .
  • step D the peak flow rate of the debris flow is stabilized and blocked, and the height of the sand dam and the valley, the storage capacity, the opening size of the dam body and the like are related to each other, and are currently determined according to experience, and generally take /.
  • C t (0.3 ⁇ 0.8) Q .
  • the beneficial effects of the present invention are: Fully utilizing the transportation capacity of the main river, mainly to reduce the distribution, and rationally distribute the debris flow material according to the debris flow material, and rationally configure the debris flow prevention and control engineering system to realize the debris flow. Safe excretion, avoiding excessive discharge of mudslides and causing the second disaster of blocking the main river to produce a dammed lake, fully guaranteeing the safety of mountainous towns, major projects and infrastructure located at the mouth of the mudslide.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be further described.
  • the area of a debris flow basin is 2.6km 2 .
  • the channel is straight, the groove bed is equalized, and the gully is equalized.
  • the peak flow of the drainage engineering design is 26.9m 3 /s.
  • the area of a debris flow basin is 14.1km 2 .
  • ⁇ ⁇ obtained in the step ⁇ is used as the peak flow design value of the drainage project, that is, the peak flow rate of the drainage engineering design is 265.9 m 3 /s; ( Q TOTAL - Q DRAINAGE ) as a cut-off project to cut the peak flow calculation value, because the debris flow ditch is particularly important
  • the safety factor k is 1.2
  • the area of a debris flow basin is 24.1km 2 .
  • the peak value of the debris flow that can be discharged to the main river through the debris flow channel guide ⁇ Q Drainage is determined to be ⁇ 650m 3 /s.
  • step A the peak flow rate of the debris flow ⁇ , the peak flow rate of the debris flow that can be discharged to the main river through the debris flow channel guide groove Q Drainage , and the peak flow rate of the debris flow obtained by the stabilization and interception obtained in step D Q Block , determine the peak flow into the siltation project
  • ⁇ ⁇ obtained in step B is used as the peak flow design value of the drainage project, that is, the peak flow rate of the drainage engineering design is 621.0 m 3 /s; ⁇

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Description

一种主河输移控制型泥石流防治方法 技术领域 本发明涉及一种泥石流防治技术， 特别是涉及一种基于泥石流物质沿程分 配的主河输移控制型泥石流防治方法， 也是一种泥石流防治工程体系的规划设 计方法。 背景技术
泥石流灾害是我国地质灾害的主要类型之一。 目前， 泥石流堵塞主河产生 二次灾害，如形成堰塞坝、造成堰塞湖淹没上游区域的情况越来越被关注。 2010 年 8月 8 日， 甘肃舟曲县三眼峪暴发大型泥石流， 泥石流淤埋县城、 堵塞主河 白龙江形成堰塞湖， 淹没了近半个县城，造成重大的人员伤亡和财产损失； 2010 年 8月 13 日， 四川绵竹市清平乡文家沟暴发大型泥石流， 堵塞主河， 造成十余 人死亡和失踪， 及大量汶川地震后重建民房被淤埋。
随着山区经济的发展、 西部大开发的深化， 泥石流工程治理需求越来越旺 盛。 在以往的泥石流防治设计中很少考虑主河输移能力的影响， 泥石流物质总 量在各防治工程中分配不均衡， 导致即使修建排导槽、 拦砂坝、 停淤场等泥石 流防治工程， 仍然会出现泥石流堵塞主河的情况， 甚至出现因排导过度， 加剧 泥石流堵塞主河的情况。
为了防止泥石流堵塞主河产生二次灾害， 在泥石流防治设计中必须充分考 虑主河输移能力， 对泥石流物质进行沿程合理分配， 避免排泄超过主河输移能 力的泥石流体进入主河而产生的淹没或溃决洪水灾害， 这样才能保障泥石流沟 口的城镇、 重大工程和基础设施的安全。 发明内容 本发明的目的就是针对现有技术的不足，针对目前山区常出现泥石流堵塞主 河形成堰塞坝、 造成堰塞湖淹没上游区域的情况， 提供一种基于泥石流物质沿 程分配的主河输移控制型泥石流防治方法， 在最大限度利用主河输移能力的基 础上， 通过对泥石流物质进行沿程合理分配， 采用相应工程措施进行泥石流防 治， 实现泥石流的安全排泄， 避免过度排泄泥石流导致堵塞主河产生堰塞湖的 二次灾害， 充分保障位于泥石流沟口的山区城镇、 重大工程和基础设施的安全。
为实现上述目的， 本发明的技术方案是：
本发明提出的基于泥石流物质沿程分配的主河输移控制型泥石流防治方法， 其主要技术思想是： 首先最大限度利用主河输移能力， 体现以疏为主的理念， 根据主河输移能力确定通过排导工程可以向主河排泄泥石流的峰值流量； 由于 在排导、 拦挡、 停淤这三大泥石流防治工程措施中， 拦挡工程因交通不便而施 工难度较大， 停淤工程占地面积更大， 因此在泥石流防治中首先考虑排导工程 的使用。 然后， 基于泥石流物质的沿程分配和物质平衡， 对泥石流防治工程体 系进行合理配置： 如果泥石流物质能全部被主河向下游输移， 则仅采用排导工 程进行泥石流的防治； 在排导工程的基础上， 如果尚有泥石流物质不能被主河 向下游输移， 则采用排导工程加拦挡工程进行泥石流的防治； 如果在排导工程 和拦挡工程的基础上， 还有泥石流物质不能完全消耗， 则采用排导工程、 拦挡 工程和停淤工程组合进行泥石流的防治。
具体而言， 本发明提出的一种主河输移控制型泥石流防治方法， 在最大限度 利用主河输移能力 （即在不堵塞主河的条件下， 充分利用主河能排泄的泥石流 最大流量） 的基础上， 通过对泥石流物质进行沿程合理分配（即分配给排导、 拦挡、 停淤工程所能消耗的泥石流物质流量）， 进而采用相应工程措施进行泥石 流防治， 步骤如下：
A. 依据历史泥石流灾害洪痕调查或小流域水文计算， 确定设计标准下泥石流峰 值流量 βτ¾。/。
Β. 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值 流¾? Q Drainage。
C. 当 QTotal < QDrainage (即设计标准下泥石流峰值流量 。 to/小于等于通过泥石流 排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 QDminage ,也即泥石流物质能全部经 排导工程通过主河向下游输移）， 则只采用排导工程（主要指泥石流排导槽） 进行泥石流防治 （即所述泥石流防治方法终止， 不再进行步骤 D及以下步 骤）； 当 QTotal > QDrainage (即设计标准下泥石流峰值流量 QTotal大于通过泥石 流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量2 ^ ，也即泥石流物质不能全 部通过主河向下游输移）， 则采用排导工程加拦挡工程进行泥石流防治 （即 增加拦挡工程配合排导工程进行泥石流防治 ), 然后进行步骤 D。
D. 根据流域中上游拦砂坝、 谷坊和固床坝等拦挡工程， 确定通过稳定和拦挡削 减泥石流峰值流量 QBlock。
E. QTotai QD丽 +QBlock (即设计标准下泥石流峰值流量 。to/小于等于通过 泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 QDrainage加上通过稳定和拦 挡削减泥石流峰值流量 Qmock , 也即泥石流物质能通过排导工程和拦挡工程 完全消耗）， 则只采用排导工程加拦挡工程组合进行泥石流防治 （即所述泥 石流防治方法终止， 不再进行步骤 F ); 当
Figure imgf000005_0001
(即设计 标准下泥石流峰值流量 QTotal大于通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流 的峰值流量 ^。^ge加上通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 β¾。 , 也即泥 石流物质不能通过排导工程和拦挡工程完全消耗）， 则同时采用排导、 拦挡、 停淤三大工程进行泥石流防治， 然后进行步骤 F。
F. 根据泥石流流域物质平衡原则，根据步骤 A得到的设计标准下泥石流峰值流 i QTotal 步骤 B得到的通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流 量 QD 、 以及步骤 D得到的通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 QBlock , 确 定 进 入 停 淤 工 程 的 洪 峰 流 量 ep。sit ， 计 算 式
^De osit ― Q Total Q Drainage Q Block
当只采用排导工程进行泥石流防治时， 上述得到的 βτ¾α /作为排导工程的峰 值流量设计值。 当只采用排导工程加拦挡工程组合进行泥石流防治时， 上述得 到的 a。z.« 作为排导工程的峰值流量设计值； （ QTOTAL - Q )作为拦挡工 程的削减峰值流量计算值， 根据防治工程的设防标准， 对拦挡工程的实际设计 可增加一个安全系数 k, 因此所述拦挡工程的削减峰值流量设计值 = ( QTotal - QDrainage ) x k。 当同时采用排导、 拦挡、 停淤三大工程进行泥石流防治时， 上述 得到的 a fl¾Mge作为排导工程的峰值流量设计值； 上述得到的 作为拦挡工 程的削减峰值流量计算值， 2Dep。sit作为停淤工程的洪峰流量计算值， 根据防治 工程的设防标准， 对拦挡和停淤工程的实际设计， 可增加一个安全系数 k, 因此 所述拦挡工程的削减峰值流量设计值 = ββ/。 x k, 所述停淤工程的洪峰流量设 计值 =2Dep。sit x k。 所述 k为安全系数， 根据保护对象的重要程度来确定， 具体 取值要有利于增加工程安全性。 对于一般保护对象， l.( k<l.l; 对于较重要 的保护对象， l.l k<1.2; 对于特别重要的保护对象， 1.2 k。
上述步骤 B中，基于主河的输移能力，确定通过泥石流排导槽可以向主河排 泄泥石流的峰值流量 ρ ^^ , 步骤如下： 首先通过调查或小流域水文计算确定 设计标准下主河的洪峰流量 , 然后计算出通过泥石流排导槽可以向主河排泄 泥石流的峰值流量 '"" , 计算式如下 （根据何易平等提出的泥石流堵塞主河 的流量判别式 _ 0.883(1 - cos Θ)2― 2.587, < -8.572 J_ ¾ = Qm IQd推导出 ):
Qm = Qu 'B
Q = Q I e0.883(l-cosd?)2+2.587( c / w)-8.572 Q Drainage Qd ^ ^
式中： β„—主河的单宽流量（即单位时间内通过主河单位长度的流体体积；)， 单位 m3/s/m (即每秒钟通过每一米主河的流体立方数）；
βΜ—设计标准下主河的洪峰流量， 单位 m3/s;
—主河宽度， 单位 m, 根据排导槽进入主河位置测量确定；
Qd一泥石流排导槽的单宽流量（即单位时间内通过排导槽单位长度的流 体体积 ), 单位 m3/s/m (即每秒钟通过每一米排导槽的流体立方 数）；
Θ—泥石流排导槽与主河的夹角， 单位。， 根据排导槽在泥石流堆积扇上 规划走向与主河夹角测定；
^一泥石流重度， 单位 kN/m3, 根据历史灾害调查确定或堆积土体颗粒 级配来确定；
一主河水流重度， 一般取值为 10kN/m3;
2 ∞^e—通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量， 单位 m3/s;
^一泥石流排导槽拟定宽度， 单位 m, 根据类似成功防治工程排导槽 拟定。 上述步骤 A 中， 采用历史泥石流灾害洪痕调查方法， 确定设计标准下泥石 流峰值流量 ^·。ίΩ/ , 步骤如下： 首先在泥石流流域中部流通段选取沟道顺直、 沟 床比降较为均一、 沖淤较为均衡沟段； 然后测量历史泥石流的最大洪痕高度， 计算过流面积 S , 测量沟床纵比降 J, 按照水文学方法计算泥石流流速 V； 最后 根据 Qrotai = S x 确定设计标准下泥石流峰值流量。
上述步骤 A中， 采用小流域水文计算方法 （一般采用配方法进行计算）， 确 定设计标准下泥石流峰值流量^^ , 计算公式为： QTotal 二 + Φ Α ·, α = (Τα - ) Τ5 - Τα) ^ 式中： β^—设计标准下泥石流峰值流量， 单位 m3/s; 泥石流洪峰流量增加系数； 一泥石流沟道堵塞系数， 一般取值为
1.0 - 3.0; β6—设计标准下的清水流量， 单位 m3/s, 可参见各省地区水文手册进 行计算； ^一泥石流体中固体重度， 一般取值为 27kN/m3; C—泥石流重度， 单位 kN/m3, 根据历史灾害调查确定或堆积土体颗粒级配来确定； 一清水重 度， 一般取值为 10kN/m3。
上述步骤 D中， 所述通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 与拦砂坝 和谷坊的高度、 库容、 坝体开孔大小等多种因素相关， 目前主要根据经验确定， 一般取 /。Ct = (0.3〜 0.8)Q 。
与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 充分利用主河的输移能力， 以疏为 主， 同时基于泥石流物质进行沿程合理分配， 对泥石流防治工程体系进行合理 配置， 实现泥石流的安全排泄， 避免过度排泄泥石流导致堵塞主河产生堰塞湖 的二次灾害， 充分保障位于泥石流沟口的山区城镇、 重大工程和基础设施的安 全。 具体实施方式 下面对本发明的优选实施例作进一步的描述。
实施例一
某泥石流流域面积为 2.6km2。 采用本发明的主河输移控制型泥石流防治方 法， 在最大限度利用主河输移能力的基础上， 通过对泥石流物质进行沿程分配， 采用相应工程措施进行泥石流防治， 步骤如下：
A. 依据历史泥石流灾害洪痕调查方法， 确定设计标准下泥石流峰值流量 βΓ。ία/。
首先在泥石流流域中部流通段选取沟道顺直、沟床比降均一、沖淤均衡沟段； 然后测量历史泥石流的最大洪痕高度， 计算泥石流最大过流面积 S=4.8m2, 测量沟床纵比降 J=0.15, 按照水文学方法计算泥石流流速 V=5.6m/s; 最后确 定在 20年一遇的设计标准下泥石流峰值流量 2r。to, =Sx =26.9m3/s。
B. 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值 流量 。通过调查计算确定 20年一遇设计标准下主河的洪峰流量 βΜ = 420 m3/s, 根据排导槽进入主河位置测量确定主河宽度 B = 40m, 则主河的单 m Qm=QMIB = 10.5m3/s/m。 经过室内堆积土体颗粒级配分析， 20年一 遇设计标准下泥石流重度； ^ =21 kN/m3; 主河水流重度 W = 10kN/m3; 初步 规划泥石流排导槽与主河的夹角 »= 60° , 且泥石流排导槽拟定宽度^ =
3.0m。 则泥石 'f 非导槽的羊苋 ';ff d— m 1 e =
251.8m3/s/m, 最后计算出通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流 量 QD =Qdxb = 755.4 m3/s。
C. 由于满足
Figure imgf000009_0001
, 则只采用排导工程进行泥石流防治。
步骤 Α中得到的 2r。to/作为排导工程的峰值流量设计值， 即所述排导工程设 计的峰值流量为 26.9m3/s。
实施例二
某泥石流流域面积为 14.1km2。 采用本发明的主河输移控制型泥石流防治方 法， 在最大限度利用主河输移能力的基础上， 通过对泥石流物质进行沿程分配， 采用相应工程措施进行泥石流防治， 步骤如下：
A. 依据小流域水文计算， 确定设计标准下泥石流峰值流量 βΓ。ία/。 通过流域历 史灾害调查与勘测确定， 20年一遇的泥石流重度 e =20kN/m3; 泥石流体中 固体重度^ =27kN/m3, 清水重度;^ = 10kN/m3, 泥石流沟道堵塞系数 ¾ = 2.0, 按照小流域水文计算方法 20年一遇的清水流量 06 = 74. Om3/s, 则泥石 流洪峰流量增加系数 A =( c -rw)/(rs -rc) = 1.43, 2o年一遇的设计标准下 泥石流峰值流量 QTOTAL = (1 +
Figure imgf000010_0001
= 359.6 m3/s。
B. 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值 ±QDRAINAGE。 通过小流域水文计算确定 20年一遇设计标准下主河的洪峰流 量 βΜ = 150m3/s, 根据排导槽进入主河位置测量确定主河宽度 B = 35m, 则 主河的单宽流量2„ =βΜ/ =4.3m3/s/m。 通过流域历史灾害调查与勘测确 定， 20 年一遇设计标准下泥石流重度;^ =20 kN/m3; 主河水流重度;^ = 10kN/m3; 初步规划泥石流排导槽与主河的夹角 » = 90°, 且泥石流排导槽拟 定 宽 度 6 = 5.0m 。 则 泥 石 流 排 导 槽 的 单 宽 流 量 n -Π I ^0.883(l-cosd?)2+2.587(/c //w )-8.572 3 ^ 、4· 山 、 、斗、 P y
Ud -Hm' e = 53.2 m /s/m, 取后计算出通过泥石 '/朮 排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 ra¾i e =0^ x6 =265.9 m3/s。
C. 由于 β ίΩ/ > ββ™·„^ , 则不能只考虑采用排导工程进行泥石流防治， 而考虑 增加拦挡工程配合排导工程进行泥石流防治， 然后进行步骤 D。
D. 通过对流域中上游勘测， 具备修建谷坊和拦砂坝等拦挡工程的条件， 初步估 算确定通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 =O.80r。to/ = 287.7 m3/s。
E. 由于满足 2r。w β α +β¾(^, 则只采用排导工程加拦挡工程组合进行泥 石流防治。
根据最大限度利用主河输移能力原则， 步骤 Β中得到的 β ^ 作为排导工 程的峰值流量设计值， 即所述排导工程设计的峰值流量为 265.9 m3/s; ( QTOTAL - QDRAINAGE )作为拦挡工程的削减峰值流量计算值， 由于泥石流沟口有特别重要的 保护对象，则安全系数 k取 1.2 ,得到所述拉挡工程的削减峰值流量设计值 =( QTotal - Qorainage ) x k=112.4 mVs , 即所述拉挡工程设计的削减峰值流量为 112.4 lll So 实施例三
某泥石流流域面积为 24.1km2。 采用本发明的主河输移控制型泥石流防治方 法， 在最大限度利用主河输移能力的基础上， 通过对泥石流物质进行沿程分配， 采用相应工程措施进行泥石流防治， 步骤如下：
A. 依据小流域水文计算， 确定设计标准下泥石流峰值流量 βΓ。ία/。 通过流域历 史灾害调查与勘测确定， 50年一遇的泥石流重度 e =21kN/m3; 泥石流体中 固体重度^ =27kN/m3, 清水重度;^ = 10kN/m3, 泥石流沟道堵塞系数 ¾ = 3.0, 按照小流域水文计算方法 50年一遇的清水流量 06 =158.3m3/s, 则泥 石流洪峰流量增加系数 A =( C - -Yc) = 1.83, 50年一遇的设计标准 下泥石流峰值流量 =(1 + ¾^ = 1344.0m3/s。
B. 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值 ± QDrainage。 通过小流域水文计算确定 50年一遇设计标准下主河的洪峰流 量^ = 650m3/s,根据排导槽进入主河位置测量确定主河宽度 B= 100m,则 主河的单宽流量2„ = /3 =6.5m3/s/m。 通过流域历史灾害调查与勘测确 定， 50 年一遇设计标准下泥石流重度;^ =21 kN/m3; 主河水流重度;^ = 10kN/m3; 初步规划泥石流排导槽与主河的夹角 » = 90°, 且泥石流排导槽拟 定 宽 度 6 = 10.0m 。 则 泥 石 流 排 导 槽 的 单 宽 流 量 n -Π I ^0.883(l-cosd?)2+2.587(/c //w )-8.572 3 ^ 、4· 山 、 、斗 、 P y
Ud - Hm ' e = 62.1m /s/m, 取后计算出通过泥石朮 排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 ra¾i e =0^ x6 =621.0m3/s。
C. 由于 β ίΩ/ > ββ™·„^ , 则不能只考虑采用排导工程进行泥石流防治， 而考虑 增加拦挡工程配合排导工程进行泥石流防治， 然后进行步骤 D。 D. 通过对流域中上游勘测， 具备修建谷坊和拦砂坝等拦挡工程的条件， 初步估 算确定通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 = O.30r。to/ = 403.2m3/s。
E. 由 · ΩΤοία1 > Ω +ΩΒΙ(^ , 需同时采用排导、 拦挡、 停淤三大工程进行泥 石流防治， 然后进行步骤 F。
F. 根据步骤 A得到的设计标准下泥石流峰值流量 ^、 步骤 B得到的通过泥石 流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 QDrainage、 以及步骤 D得到的通过 稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 QBlock , 确定进入停淤工程的洪峰流量
^Deposit - Qlotal - Q Drainage - QBlock =319.8 111 /S。
根据最大限度利用主河输移能力原则， 步骤 B中得到的 β ^ 作为排导工 程的峰值流量设计值， 即所述排导工程设计的峰值流量为 621.0m3/s; 步骤 D中 得到的 ^作为拦挡工程的削减峰值流量计算值， 步骤 F中得到的 2Dep。slt作为 停淤工程的洪峰流量计算值， 由于泥石流沟口有较重要的保护对象， 则安全系 数 k取 1.1 , 得到所述拦挡工程的削减峰值流量设计值 = β /ί^ x k =403.2 x 1.1=443.5 m3/s, 所述停淤工程的洪峰流量设计值 =0Dep。sit x k=319.8 χ 1.1=351.8 m3/s, 即所述拦挡工程设计的削减峰值流量为 443.5 m3/s, 所述停淤工程设计的 洪峰流量为 351.8 m3/s。

Claims

1. 一种主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在于： 所述泥石流防治方法在 最大限度利用主河输移能力的基础上， 通过对泥石流物质进行沿程分配， 采 用相应工程措施进行泥石流防治， 步骤如下：
A. 依据历史泥石流灾害洪痕调查或小流域水文计算， 确定设计标准下泥石流峰 值流量 Gr。toZ ;
B. 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值 流¾? Q Drainage；
C. 当 QTotal < QDrainage , 则只采用排导工程进行泥石流防治； 当 QTotal > QD
则采用排导工程加拦挡工程进行泥石流防治， 然后进行步骤 D;
D. 根据流域中上游拦挡工程， 确定通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量！ ¾focfe ;
E. QTotal Q—e + QBlock , 则只采用排导工程加拦挡工程组合进行泥石流防 治， 当 Qrotal〉 Q Drainage + Q Block , 则同时采用排导、 拦挡、 停淤三大工程进行 泥石流防治， 然后进行步骤 F;
F. 根据步骤 Α得到的设计标准下泥石流峰值流量 QTotal、 步骤 B得到的通过泥 石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量 ββ™·^ε、 以及步骤 D得到的 通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量 QBlock , 确定进入停淤工程的洪峰流量
^Deposit ·> 计界式 ^Deposit ― Qrotal ― Qorainage ― QBlock。
2. 根据权利要求 1所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在于： 当只 采用排导工程进行泥石流防治时， 所述排导工程的峰值流量设计值 = Qrotal； 当只采用排导工程加拦挡工程组合进行泥石流防治时， 所述排导工程的峰值 流量设计值 β ^^ , 所述拦挡工程的削减峰值流量设计值= ( QTotal - QDrainage ) x k; 当同时采用排导、 拦挡、 停淤三大工程进行泥石流防治时， 所述排导工程的峰值流量设计值 =2Dra„^， 所述拦挡工程的削减峰值流量设
Figure imgf000014_0001
xk, 所述停淤工程的洪峰流量设计值 =2Dep。sit xk; k为安全系 数， 根据保护对象的重要程度来确定。
根据权利要求 2所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在于： 对于 一般保护对象， 1.0 k<l.l; 对于较重要的保护对象， l.l k<1.2; 对于特 别重要的保护对象， 1.2 k。
根据权利要求 1至 3任一所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在 于： 基于主河的输移能力， 确定通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的 峰值流量 QDraiMge, 步骤如下： 首先通过调查或小流域水文计算确定设计标 准下主河的洪峰流量 , 然后计算出通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥 石流的峰值流量 Qor― e , 计算式如下：
Qm=QM'B
Q =Q J g0.883(l-cosd?)2+2.587(yc /yw)-8.572 Q' Drainage Qd ^ ^
,中： Gm—主河的单宽流量， 单位 m3/s/m;
GM—设计标准下主河的洪峰流量， 单位 m3/s;
—主河宽度， 单位 m, 根据排导槽进入主河位置测量确定；
Qd一泥石流排导槽的单宽流量， 单位 m3/s/m;
Θ—泥石流排导槽与主河的夹角，单位。，根据排导槽在泥石流堆积扇上规 划走向与主河夹角测定；
一泥石流重度，单位 kN/m3,根据历史灾害调查确定或堆积土体颗粒级 配来确定；
一主河水流重度， 取值为 10kN/m3;
GDra^ge—通过泥石流排导槽可以向主河排泄泥石流的峰值流量， 单位 m3/s;
b一泥石流排导槽拟定宽度， 单位 m。
5. 根据权利要求 1至 3任一所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在 于： 采用历史泥石流灾害洪痕调查方法， 确定设计标准下泥石流峰值流量 QTotal ,步骤如下： 首先在泥石流流域中部流通段选取沟道顺直、 沟床比降均 一、 沖淤均衡沟段； 然后测量历史泥石流的最大洪痕高度， 计算过流面积 S, 测量沟床纵比降 J, 按照水文学方法计算泥石流流速 V； 最后根据 QTotal = S xV确定设计标准下泥石流峰值流量。
6. 根据权利要求 1至 3任一所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在 于： 采用小流域水文计算方法， 确定设计标准下泥石流峰值流量 β ία 计 算公式为： QTotal=(}H Qb', Φε =(7ε -7^/(7, -7ε)
式中： 一设计标准下泥石流峰值流量， 单位 m3/s;
φ。一泥石流洪峰流量增加系数；
一泥石流沟道堵塞系数， 取值为 1.0~3.0；
ft^—设计标准下的清水流量， 单位 m3/s, 参见各省地区水文手册进行计 算；
Ts―泥石流体中固体重度， 取值为 27kN/m3；
一泥石流重度， 单位 kN/m3,根据历史灾害调查确定或堆积土体颗粒级 配来确定；
一清水重度， 取值为 10kN/m3。
7. 根据权利要求 1至 3任一所述的主河输移控制型泥石流防治方法， 其特征在 于： 所述通过稳定和拦挡削减泥石流峰值流量! = (0.3〜 0.8)¾^,。
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