[發明專利]一種用于防治漂木泥石流的單切口壩切口寬度設計方法

有效

• 申請號: 201710406362.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107133423B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王道正;陳曉清;趙萬玉;陳劍剛;胡凱;王飛
• 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: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 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

本發明公開了一種用于防治漂木泥石流的單切口壩切口寬度設計方法。所述單切口壩包括壩體基礎和壩身主體，壩身主體上開有一條沿泥石流流向、將壩身主體對分的切口；切口寬度設計方法為首先確定漂木平均長度、漂木平均直徑、固體物質在泥石流體中所占體積比、泥石流總量、漂木總量，然后通過切口寬度計算公式計算得到單切口壩的切口寬度。該方法充分考慮了漂木對單切口壩的堵潰效應，綜合考慮了漂木對切口堵潰、切口寬度、漂木平均長度、漂木平均直徑、漂木總量、泥石流總量、以及固體物質在泥石流體中所占體積比七者之間的關系，在此基礎上結合堵潰判別指標，能夠合理確定不同漂木泥石流情況下的單切口壩切口寬度，且設計方法簡便有效。

技術領域

本發明涉及一種泥石流防治技術，特別是涉及一種用于防治漂木泥石流的單切口壩切口寬度設計方法。

背景技術

在我國中高海拔山區，植被覆蓋率高，由于近年來火災、地震、滑坡等因素使得大量的樹木枝干散落在泥石流形成區或者廣大林區，當發生泥石流時，這些樹木進入泥石流中形成漂木，隨泥石流傾斜而出，形成漂木泥石流，這些漂木具有很強的沖擊破壞力，容易造成更嚴重的災害和損失。

在泥石流的防治工程中，單切口壩是一種新型壩體，其壩體中間有一條切口且對分壩身，兼具實體壩和透過性壩的特點。切口壩作為一種重要的透過型壩兼具攔、排的功能，能夠有效調節泥石流流量和控制泥石流中塊石粒徑，降低下游遭受泥石流危害程度，同時能夠延長工程的年限，比實體壩具有更有效的防治效果。

利用單切口壩防治漂木泥石流時，漂木在運動過程中可能堵塞切口形成不穩定堵塞體，導致后續泥石流淤積，當淤積到一定程度后，在靜水壓力、后續泥石流的沖擊作用下，漂木堵塞體突然潰決，流量瞬間增大，形成更大規模的泥石流，使泥石流的沖擊破壞能力進一步增強，造成嚴重的次生災害，這種現象叫做漂木對切口壩的堵潰效應，即先臨時堵塞，后失穩潰決。因此，在采用單切口壩防治漂木泥石流時，切口寬度的設計至關重要；如果切口寬度設計過大，就不能有效發揮單切口壩攔的功能；如果設計過小，又不能有效發揮單切口壩排的功能，容易導致漂木對切口的堵潰，進而使單切口壩喪失對泥石流的防治效果。然而目前，在設計單切口壩的切口寬度時多以設計經驗為依據，沒有考慮漂木對單切口壩的堵潰效應、以及堵潰對泥石流流量所產生的影響。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種用于防治漂木泥石流的單切口壩切口寬度設計方法，該方法充分考慮了漂木對單切口壩的堵潰效應，綜合考慮了漂木對切口堵潰、切口寬度、漂木平均長度、漂木平均直徑、漂木總量、泥石流總量、以及固體物質在泥石流體中所占體積比七者之間的關系，在此基礎上結合堵潰判別指標(即堵潰系數)，能夠合理確定不同漂木泥石流情況下的單切口壩切口寬度，且設計方法簡便有效。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

本發明提出一種用于防治漂木泥石流的單切口壩切口寬度設計方法，所述單切口壩包括壩體基礎和設于壩體基礎上的壩身主體，壩身主體上開有一條沿泥石流流向、將壩身主體對分的切口(即切口將壩身主體一分為二、且左右對稱，切口即為對稱軸，對稱軸位于泥石流流向上)，所述切口的寬度設計方法步驟如下：