[發明專利]一種窗口壩攔截泥石流閉塞類型判別方法及其應用

有效

• 申請號: 201310308896.5
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103343526A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 游勇;趙彥波;柳金峰;林雪平;劉曙亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: E02B7/02
• 分類號: E02B7/02;E02B1/00
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 王璐瑤

技術領域

本發明涉及一種窗口壩攔截泥石流閉塞類型判別方法，及其在泥石流災害防治工程中的應用。

背景技術

泥石流是中國山區一種常見的地質災害，具有發生突然、歷時短暫、來勢兇猛、大沖淤、破壞力極強的特點。隨著人類經濟活動進一步向山區延伸和自然環境趨于惡化,泥石流爆發范圍和頻率正在逐年增大,其帶來的危害也更加嚴重，為了保障山區經濟的可持續發展，泥石流防治治理就顯得十分必要。

在泥石流的防治措施中，攔砂壩是目前防治泥石流災害中使用最為廣泛的工程措施。窗口壩作為一種重要攔砂壩類型，在實際工程中已有廣泛應用。窗口壩為一種透水型攔砂壩，它是在實體壩上開一些孔口，用于透水輸砂，其開口尺寸大于篩子壩，開口高寬比小于傳統縫隙壩，是一種界于篩子壩與傳統縫隙壩之間的攔砂壩類型。

然而目前關于窗口壩閉塞類型臨界條件及其攔砂性能的研究較少，窗口壩的設計仍多以設計者的經驗和水工設計方法為主，理論依據和技術指標尚還缺乏。如何在窗口壩的設計時選擇合理的開口尺寸和數量等，使其達到良好的攔砂效果，為窗口壩的設計提供依據是目前急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種窗口壩攔截泥石流閉塞類型判別方法及其在窗口壩設計工程中的應用，該判別方法能夠合理區分窗口壩的閉塞類型，為窗口壩的設計提供依據，適應實際工程需要。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

本發明提出一種窗口壩攔截不同性質泥石流時的閉塞型類型判別方法。窗口壩的閉塞類型由閉塞度衡量：閉塞度為開口堵塞的百分率；閉塞度為0時表示窗口壩不閉塞，閉塞度為100%時表示窗口壩全閉塞，閉塞度為0～100%時表示窗口壩部分閉塞。

具體而言，窗口壩攔截泥石流閉塞類型判別方法步驟如下：

（一）通過野外調查，確定泥石流類型（依泥石流容重分類）和泥石流的顆粒級配分布，畫出泥石流顆粒分布曲線圖（以小于某一粒徑的顆粒累積百分含量為縱坐標，如圖1所示），并從泥石流顆粒分布曲線圖中查出累計含量為95%對應的粒徑值d₉₅，單位m。

（二）針對窗口壩的每一個開口，確定min(b,h)/d₉₅值，得到與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值；式中，b為開口寬度，單位m，通過現場調查測量確定或為設計值；h為開口高度，單位m，通過現場調查測量確定或為設計值；d95為累計含量95%對應的粒徑值，單位m，由步驟（一）確定。

（三）當步驟（一）中確定的泥石流類型為稀性或過渡性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值均小于等于1.1，則判定窗口壩為全閉塞類型；進行步驟（七）；

當步驟（一）中確定的泥石流類型為稀性或過渡性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值均大于1.9，則判定窗口壩為不閉塞類型；進行步驟（七）；

當步驟（一）中確定的泥石流類型為稀性或過渡性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值中存在部分值大于1.9同時其余部分值小于等于1.1，則判定窗口壩為部分閉塞類型（即min(b,h)/d₉₅值大于1.9的開口沒堵塞，min(b,h)/d₉₅值小于等于1.1的開口堵塞）；進行步驟（七）；

當步驟（一）中確定的泥石流類型為稀性或過渡性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值中存在任一值大于1.1同時小于等于1.9，則進行步驟（四）；

當步驟（一）中確定的泥石流類型為粘性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值均小于等于1.7，則判定窗口壩為全閉塞類型；進行步驟（七）；

當步驟（一）中確定的泥石流類型為粘性泥石流，且步驟（二）中得到的與開口數量相同個數的min(b,h)/d₉₅值均大于2.1，則判定窗口壩為不閉塞類型；進行步驟（七）；