[發明專利]堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法

有效

• 申請號: 201910653625.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110533884B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 蔣先剛;陳鵬帥;寇譯文
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B21/18
• 代理公司: 上海思牛達專利代理事務所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 丁劍

本發明涉及風險調控理論、防災減災基礎研究技術領域，公開了一種堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法，解決了對堰塞湖危險性分級且可以判斷堰塞壩潰決后泥石流及山洪的形成條件的技術問題。包括如下步驟：首先獲取參數，再堰塞湖危險性分級預警，計算峰值流量，計算潰決型泥石流臨界條件，再對潰決型泥石流及山洪險情預警，堰塞壩潰決過程中，最大峰值流量時，混合液重度最大，如果峰值流量時河道或溝道中不能形成泥石流，那么整個潰決過程也不會形成泥石流，則判定為山洪，如果峰值流量時河道或溝道中能夠形成泥石流，則判定為形成泥石流。

技術領域

本發明涉及風險調控理論、防災減災基礎研究領域，更具體地說，它涉及一種堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法。

背景技術

近年來，由于地震活動等原因引起大量的山體滑坡、崩塌等災害，導致了堰塞壩及堰塞湖的頻繁出現。堰塞壩所帶來的洪災、泥石流災害嚴重威脅了人類的生命財產安全，其中，堰塞壩潰決形成的潰決型泥石流所帶來的后果最為嚴重。因此，需要對堰塞湖潰決后形成的泥石流及山洪進行科學、合理、準確地評估，對堰塞湖危險性分級、對泥石流及山洪的險情進行預警，需要先對堰塞壩的危險性進行初步的分析和判斷，之后采用數學方法模擬堰塞壩潰決狀況。

然而，現有的技術中，一般通過單一方法及少量參數進行檢測，從而建立統計模型，難以準確反映災害的過程。以往的研究大多針對不同條件下堰塞壩的潰決實驗研究潰壩過程，僅僅關注潰決洪水峰值流量和洪水演化，不涉及堰塞壩潰決后形成泥石流和山洪的條件。

因此，我們需要一種堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法，可以對堰塞湖危險性經行分級且可以判斷堰塞壩潰決后泥石流及山洪的形成條件。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法，其具有可以對堰塞湖危險性經行分級且可以判斷堰塞壩潰決后泥石流及山洪的形成條件的優點。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案得以實現的：

堰塞湖危險性分級和潰決型泥石流及山洪險情預警方法，其特征在于，包括如下步驟：

S101：獲取參數，獲取堰塞壩的初始潰口頂部寬度、底部寬度、高度、潰口斜坡角度、初始水面高程、初始潰口底部高程、初始庫容、中值粒徑以及河道或溝道坡降參數；

S102：堰塞湖危險性分級預警，計算堰塞湖的風險勢能，根據風險勢能的分級作為堰塞湖危險性分級的指標；

S103：基于堰塞壩潰決數學模型，通過迭代，計算出不同時刻下的潰決流量，選擇出最大值，即峰值流量；

S104：選取泥石流及山洪判定指標，根據出現的不同泥石流重度和體積濃度下限取值，結合野外泥石流運動，選擇較大的下限值；

S105：計算潰決型泥石流臨界條件，堰塞壩潰決過程中，最大峰值流量時，混合液重度最大，如果峰值流量時河道或溝道中不能形成泥石流，那么整個潰決過程也不會形成泥石流，則判定為山洪，如果峰值流量時河道或溝道中能夠形成泥石流，則判定為形成泥石流。

S106：潰決型泥石流及山洪險情預警，計算壩體潰決后洪水峰值流量，進行潰決型泥石流及山洪險情預警。

進一步地，所述第S102步，首先，利用初值計算系數，再計算出不同時刻水深，再計算出堰塞湖最大庫容，根據最大庫容計算出勢能。

進一步地，所述第S103步，先對潰口形狀進行三階段概化：

第一階段，以初始潰口尺寸為基準，潰決水流下切和側蝕，潰口底部逐漸向矩形轉變；

第二階段，i時刻潰口受水流沖刷作用，按矩形形狀發展，單位時間內潰口下切深度等于侵蝕率，側蝕率與下切率相同，若i+1時刻，潰口斜坡發生失穩，那么該時刻需重新計算斜坡坡度值；