[發明專利]一種泥石流堵江的早期識別方法

有效

• 申請號: 201810597838.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108797510B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 陳昆廷;陳曉清;游勇;胡桂勝
• 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: E02B1/00
• 分類號: 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

1.一種泥石流堵江的早期識別方法，其特征在于：所述泥石流堵江的早期識別方法步驟如下：

(一)通過現場調查法、或遙感數據配合高精度DEM數據，確定入匯角α、單位°，支溝下游平均坡度θ_d、單位°，主河坡度θ_w、單位°，及主河寬度B_w、單位m；通過現場調查法、或不同重現期距下的流量計算法、或曼寧公式，確定主河水深h_w、單位m；

(二)通過以下公式計算得到支溝泥石流流出體積V_DF

式中，V_DF—支溝泥石流流出體積，單位m³；

K—修正系數，根據匡尚富的泥石流堆積寬度公式確定；

L_df—支溝泥石流堆積長度，單位m，根據Takahashi and Yoshida的泥石流運動距離公式確定；

θ_df—支溝泥石流堆積坡度，單位°，根據蔡元芳公式確定；

α—入匯角，單位°，由步驟(一)確定；

θ_d—支溝下游平均坡度，單位°，由步驟(一)確定；

θ_w—主河坡度，單位°，由步驟(一)確定；

確定支溝泥石流堆積長度L_df的Takahashi and Yoshida的泥石流運動距離公式為式中，U代表修正公式G代表公式其中，u_df為支溝泥石流流速、單位m/s、通過現場調查法或公式法或流量測量計算確定，θ_u為支溝上游平均坡度、單位°、通過現場調查法或遙感數據配合高精度DEM數據確定，σ為土體密度、單位g/cm³、通過實測法或現場調查法或歷史文獻資料確定，ρ為水的密度、取值1g/cm³，C_df為支溝泥石流體積濃度、通過實測法或現場調查法或公式法或歷史文獻資料確定，K_a為主動土壓力系數、取值0.249，g為重力加速度、取值9.8m/s²，h_df為支溝泥石流流深、單位m、通過現場調查法或公式法或流量測量計算確定，C_D為阻力系數、取值0.003，x為進入水中的泥石流堆積距離、單位m、堆積距離大于主河寬度B_w時取值等于主河寬度B_w、堆積距離小于主河寬度B_w時采用試誤法取值，φ_k為顆粒動摩擦角、取值31°，其他符號同前面一致；

確定支溝泥石流堆積坡度θ_df的蔡元芳公式為式中，C_*為支溝泥石流堆積濃度、通過實測法或現場調查法或歷史文獻資料確定，φ_df為泥石流的內摩擦角、單位°、通過實測法或現場調查法或歷史文獻資料確定，q_df為支溝泥石流單寬流量、單位m²/s、通過現場調查法或公式法或流量測量計算確定，d₅₀為支溝泥石流平均粒徑、單位m、通過現場調查法或篩分法或圖像粒徑分析法確定，其他符號同前面一致；

確定修正系數K的匡尚富的泥石流堆積寬度公式為式中符號同前面一致；

(三)通過以下公式計算得到主河水流侵蝕體積V_E

V_E＝E_wh_wB_wt_df

式中，V_E—主河水流侵蝕體積，單位m³；

E_w—主河水流侵蝕速度，單位m/s，根據Nakagawa and Tsujimoto公式確定；

h_w—主河水深，單位m，由步驟(一)確定；

B_w—主河寬度，單位m，由步驟(一)確定；

t_df—支溝泥石流堆積時間，單位s，根據Takahashi and Yoshida公式確定；

確定主河水流侵蝕速度E_w的Nakagawa and Tsujimoto公式為式中符號同前面一致；

確定支溝泥石流堆積時間t_df的Takahashi and Yoshida公式為式中符號同前面一致；

(四)通過以下公式計算得到泥石流最小堵江體積

式中，—泥石流最小堵江體積，單位m³；

其他符號同前面一致；

(五)將步驟(二)中得到的支溝泥石流流出體積V_DF與步驟(三)中得到的主河水流侵蝕體積V_E之差、與步驟(四)中得到的泥石流最小堵江體積進行比較；如果則判定支溝泥石流能堵塞主河形成堰塞壩；如果則判定支溝泥石流不能堵塞主河形成堰塞壩。