[發(fā)明專利]滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量測(cè)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011049901.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112182993B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳華勇;王濤;陳寧生;鄧明楓;江耀;陳劍剛;游勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)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(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06Q50/26
• 代理公司: 成都賽恩斯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆;張端陽(yáng)

本發(fā)明公開滑坡堰塞壩潰口深度測(cè)算方法、滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量測(cè)算方法。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明滑坡堰塞壩壩體水流易侵蝕性判斷方法，以壩體物質(zhì)中值粒徑為指標(biāo)，快速判斷壩體水流易侵蝕程度。本發(fā)明滑坡堰塞壩潰口深度測(cè)算方法、滑坡堰塞壩潰口底寬度測(cè)算方法，將與壩體侵蝕特征有關(guān)的特定計(jì)算系數(shù)引入到測(cè)算方法中，能夠充分考慮堰塞壩的水流易侵蝕性對(duì)潰口形成與演化的影響。本發(fā)明滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量測(cè)算方法，采用半解析公式計(jì)算潰決峰值流量，計(jì)算結(jié)果更接近災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值。本發(fā)明技術(shù)方案測(cè)算原理科學(xué)、所需計(jì)算量小、數(shù)據(jù)采集與計(jì)算硬件要求低，能夠充分滿足滑坡堰塞壩形成與潰決事件中快速響應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)措施需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堰塞壩潰決特征指標(biāo)的測(cè)算方法，特別是涉及一種滑坡堰塞壩潰口深度測(cè)算方法與一種滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量測(cè)算方法，屬于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)防治技術(shù)領(lǐng)域、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

河谷山體在崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害的作用下，橫向阻塞山谷、河谷或河床形成堰塞壩，導(dǎo)致上游段壅水形成堰塞湖。堰塞湖在世界各地廣泛分布。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，堰塞壩從形成至發(fā)生潰決往往歷時(shí)較短，短則1天，長(zhǎng)則1周。因而自堰塞壩形成開始，圍繞其展開的救援治理工作都必須得到快速響應(yīng)。堰塞壩潰決時(shí)，常形成洶涌洪水，引發(fā)較大洪水災(zāi)害。這使得快速科學(xué)合理計(jì)算堰塞壩潰決洪水峰值流量十分重要。

滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量是地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估和工程防治中的關(guān)鍵參數(shù)。在滑坡堰塞壩形成后，需要盡快對(duì)自然潰壩的形式做出預(yù)測(cè)，即對(duì)潰口的特征值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，主要潰口特征值為潰口深度和潰口底寬。在確定這兩個(gè)特征值之后，即可依據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出潰決洪水峰值流量、水位、流速及其在下游河道的演進(jìn)過程，進(jìn)而預(yù)測(cè)潰壩洪水在下游的危害范圍和程度，為制定有效的防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案提供科技支撐。

申請(qǐng)?zhí)枮?019106536250、名稱為“堰塞湖危險(xiǎn)性分級(jí)和潰決型泥石流及山洪險(xiǎn)情預(yù)警方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種堰塞湖潰決峰值流量計(jì)算方法，是基于堰塞壩潰決數(shù)學(xué)模型根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)的迭代計(jì)算出不同時(shí)刻下的潰決流量，選擇出最大值，即峰值流量。該方法計(jì)算工作量大、硬件設(shè)備要求較高，難以在除特定的災(zāi)害監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)以外的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)實(shí)施應(yīng)用。除此技術(shù)以外，現(xiàn)有的堰塞壩潰決洪水峰值流量計(jì)算方法多是通過歷史滑坡堰塞壩潰決洪水資料建立，通常堰塞壩高度、堰塞壩潰口深度、堰塞壩庫(kù)容和堰塞壩潰決水量共4個(gè)參數(shù)中的1個(gè)或2個(gè)參數(shù)，大多未考慮壩體的易侵蝕性對(duì)潰決洪水峰值流量的影響。此外，現(xiàn)有滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量計(jì)算公式多存在量綱不和諧問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滑坡堰塞壩潰決洪水峰值流量測(cè)算方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種滑坡堰塞壩壩體易侵蝕性判斷方法，其技術(shù)方案如下：

一種滑坡堰塞壩壩體水流易侵蝕性判斷方法，用于判斷水流對(duì)滑坡堰塞壩壩體侵蝕的容易程度，其特征在于：以壩體物質(zhì)中值粒徑d₅₀為指標(biāo)，若d₅₀0.50mm，判定為高度易侵蝕性，若0.50mm≤d₅₀≤20mm，判定為中度易侵蝕性，若d₅₀20mm，判定為低度易侵蝕性。

上述滑坡堰塞壩壩體水流易侵蝕性判斷方法中，水流易侵蝕性是指水流對(duì)滑坡堰塞壩壩體產(chǎn)生侵蝕作用的容易程度。在滑坡堰塞壩潰決發(fā)生與演變過程中，壩體的易侵蝕性高低直接影響潰口形態(tài)的變化，進(jìn)而影響到潰決的嚴(yán)重程度、潰決峰值流量的變化、下游區(qū)域受災(zāi)程度。

以上述滑坡堰塞壩壩體水流易侵蝕性判斷方法為基礎(chǔ)，本發(fā)明同時(shí)提供一種滑坡堰塞壩潰口深度測(cè)算方法，其技術(shù)方案如下：

一種滑坡堰塞壩潰口深度測(cè)算方法，其特征在于：首先，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，獲取基本調(diào)查數(shù)據(jù)、判斷壩體水流易侵蝕性，所述基本調(diào)查數(shù)據(jù)包括堰塞壩高度h_d、堰塞壩庫(kù)容V_l；其次，根據(jù)壩體水流易侵蝕性依表1確定4個(gè)計(jì)算系數(shù)λ、ξ、α、β的取值，