[發(fā)明專利]一種人工調(diào)控排泄流量的堰塞湖處置方法及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910216148.8
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN101718085A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉清;崔鵬;游勇;李德基;趙萬玉;高全;黃凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
• 主分類號: E02B5/02
• 分類號: E02B5/02;E02B7/16
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51212
• 代理人: 王璐瑤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堰塞湖處置的減災(zāi)技術(shù)，特別是涉及一種人工調(diào)控排泄流量的堰塞湖處置方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

堰塞湖是一種自然的地貌現(xiàn)象，包括地震誘發(fā)的崩塌滑坡堰塞湖、冰川堵塞溝道形成的冰磧湖等，當(dāng)下游有人類活動(dòng)時(shí)，其潰決產(chǎn)生的洪水會(huì)嚴(yán)重威脅人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，制約著全國廣大山區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2008年5月12日，汶川地震在龍門山前山斷裂帶和后山斷裂帶之間及其鄰近區(qū)域激發(fā)了大量的堰塞湖，其中最為引人注目的是北川縣的唐家山堰塞湖。唐家山堰塞湖泄洪、綿遠(yuǎn)河的小崗劍堰塞湖泄洪、茶坪河的肖家橋堰塞湖泄洪等幾處大型堰塞湖處置結(jié)果都顯示：堰塞壩溢流口過于快速下切產(chǎn)生超設(shè)計(jì)排泄洪水，增大下游區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)，造成一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。為了降低堰塞湖潰決時(shí)下游區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)、減小社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，研發(fā)一種排泄流量人為可以調(diào)控的堰塞湖處置方法非常必要。

從顆粒組成上看，堰塞湖壩體的物質(zhì)組成有以大塊石為主的，有以碎石土體為主的，其中后者占大部分，例如唐家山堰塞湖。基于此，針對以碎石土體為主的堰塞湖開發(fā)一種排泄流量人為可以調(diào)控的堰塞湖處置方法具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對碎石土類型堰塞壩的堰塞湖在排導(dǎo)槽排泄庫水時(shí)易出現(xiàn)“排泄初期排泄效率偏低、后期排泄流量過大難于控制”的情況，提供一種人工調(diào)控排泄流量的堰塞湖處置方法，安全而快速地排泄堰塞湖的庫水，快速降低堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)，從而最大程度降低上游淹沒區(qū)的損失和下游威脅區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種人工調(diào)控排泄流量的堰塞湖處置方法，涉及堰塞湖庫水排泄的三個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)庫水排泄初期的高效率和后期排泄流量的有效控制。具體步驟如下：

A.在堰塞湖壩體上相對低洼的凹槽部位開挖排導(dǎo)槽，以工程量最小、初期過流和下切能力最大為目標(biāo)，確定并優(yōu)化排導(dǎo)槽的縱斷面和橫斷面型式。

B.在堰塞湖庫水排泄中期，對影響下切侵蝕發(fā)展的排導(dǎo)槽中巨石采取人工爆破或機(jī)械清除等方式，保證排泄流量的穩(wěn)定增長；所述巨石的判定，根據(jù)工程現(xiàn)場實(shí)際情況確定。

C.在堰塞湖庫水排泄后期，針對排導(dǎo)槽的下切侵蝕過于快速，當(dāng)排導(dǎo)槽中的庫水排泄流量達(dá)到設(shè)定閥值時(shí)，向排導(dǎo)槽中放入人工結(jié)構(gòu)體來穩(wěn)定溝床，控制溝床的快速下切，發(fā)揮控流作用，防止產(chǎn)生超過下游防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的洪水而危害下游區(qū)域。所述設(shè)定閥值依據(jù)下游重要設(shè)施防洪的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或校核標(biāo)準(zhǔn)來確定；例如一般城鎮(zhèn)按照20年一遇設(shè)計(jì)、50年一遇校核等。

堰塞湖規(guī)模大小按照《堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)》(SL450-2009)中4.1.1來確定，即庫容大于等于0.1億m³的為大中型堰塞湖、小于0.1億m³的為小型堰塞湖。所述排導(dǎo)槽橫斷面的優(yōu)化型式，針對庫容小于0.1×10⁸m³的堰塞湖，所述排導(dǎo)槽的橫斷面為三角形斷面，橫斷面的橫向坡比為1∶1.5～1∶2.0；針對庫容大于等于0.1×10⁸m³的堰塞湖，所述排導(dǎo)槽的橫斷面為梯形一三角形的復(fù)式斷面，橫斷面的橫向坡比為1∶1.5～1∶2.0。所述排導(dǎo)槽縱斷面的優(yōu)化型式，針對庫容小于0.1×10⁸m³的堰塞湖，所述排導(dǎo)槽的縱斷面為直線型，縱斷面的比降大于等于原始河道的比降；針對庫容大于等于0.1×10⁸m³的堰塞湖，所述排導(dǎo)槽的縱斷面為折線型，縱斷面的每一段比降均大于等于原始河道的比降，為防止沖刷過度，其中最陡坡段比降小于等于3％。

所述排導(dǎo)槽進(jìn)口部位設(shè)有鉛絲籠防護(hù)，鉛絲籠尺寸可以是2.0m×0.5m×0.5m，籠內(nèi)裝填粒徑為50-200mm的礫石；或鉛絲籠尺寸為4.0m×1.0m×1.0m，籠內(nèi)裝填粒徑為100-400mm的礫石；等等。所述鉛絲籠在排導(dǎo)槽進(jìn)口兩側(cè)呈倒八字形，與排導(dǎo)槽槽體連接，即排導(dǎo)槽進(jìn)口兩側(cè)的鉛絲籠間距沿堰塞湖庫水流向逐漸變小，也即排導(dǎo)槽進(jìn)口兩側(cè)的鉛絲籠間距向靠近排導(dǎo)槽槽體方向逐漸變小，與排導(dǎo)槽槽體相連接處間距最小。