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高海拔地区某沟谷型泥石流治理方案研究

范文

王娜范晓南

【摘要】本文以高海拔地区某沟谷型泥石流沟为例，简要分析泥石流基本特征;计算泥石流流体动力学参数，基于该泥石流的动力学计算，提出适用于本场地地形地貌条件下的治理措施。

【中图分类号】P642.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）21-000-01

前言

2015年“4.25”尼泊尔地震作用下，我国西南高山峡谷部分地区新增潜在泥石流物源。某沟谷型泥石流受汛期连续降雨影响，形成了小规模粘性泥石流，且泥石流沟口是村委聚集点，并且有公路穿过，无搬迁的条件，所以进行工程治理是极其必要的。

一、泥石流特征

1.形成区特征

地貌为高山峡谷区，高程4520-4800m，汇水面积98.85km2，主溝长14km，沟床平均纵比降61‰。物源为岸坡崩滑体、沟床泥石流堆积及坡残积，纵向上沟谷形态呈折线型，谷底一般宽18～25m，谷坡坡度一般35～50°，局部可达70～85°。该段泥石流运动特征以下切侵蚀为主，同时伴有冲刷作用。

2.流通堆积区特征

海拔4440～4520m，主沟呈“U”形，平均长约1300m，平均沟床纵比降25‰。堆积体坡度5～8°，扩散角35～50°，宽300～400m，平面面积约0.71km2，泥石流堆积厚度约10m，多年冲出堆积体方量约700万m3。该区段泥石流表现为以淤积为主的运动特征。

二、泥石流特征值计算

1.泥石流流体重度

对于泥石流流体重度的确定，较为常用的方法是将现场配浆模拟计算值与查表所得值进行综合对比取值，利用泥石流近似特征综合取值。

（1）现场配浆法：在沟道内取用泥石流堆积物现场配置泥石流浆体，近似模拟泥石流浆体浓度，与当地走访调查成果进行配对称重，其计算公式为：

计算结果如表2.1-1，泥石流重度模拟计算值为1.86t/m3。

（2）查表法：该方法的优点在于将泥石流进行了易发程度的量化，根据相应规范确定泥石流重度和泥沙修正系数，结果如表2.2-2。

（3）综合取值：采用现场配浆法结合查表法综合确定泥石流流体重度为1.50t/m3。

2.泥石流流量

（1）雨洪法：基于设计的暴雨洪水全部转化为泥石流的假定条件，选定符合泥石流特征的堵塞系数和泥沙修正系数，选用水文方法计算出的不同频率下的暴雨洪峰流量为变量，组成如下公式，以此计算峰值流量（表2.2-1）：

（2）形态调查法：本方法的重点在于泥石流泥位线的确定，以此特征确定泥石流流速、过流断面面积，最终计算求得泥石流峰值流量，计算公式为：

参照规范，确定该泥石流属于粘性泥石流，流速采用粘性泥石流通用公式进行计算：

本次计算参数的选取，主要依据1990年“9.13”泥石流现场勘查确定，沟床糙率按野外调查得到的清水河床形态特征查水文手册确定。据此，求得泥石流流速、流量值见表2.2-2～2.2-3。

（3）综合取值：对比雨洪法和形态调查法的计算结果，后者求得的流量值近似于雨洪法百年一遇的计算值。泥石流治理设计以20一遇泥石流的流量为依据，因此，采用表2.2-1计算结果作为该泥石流峰值流量。

3.泥石流流速计算

泥石流动力学参数-泥石流流速，多依据经验公式计算。鉴于缺乏泥石流过程监测数据，按泥石流重度分类为属粘性泥石流，根据规范，本次选用通用公式进行泥石流流速计算，计算结果见表2.3-1。计算公式如下：

对于泥石流冲出物最大粒径块体运动速度的计算公式：

根据现场调查沟域内泥石流堆积物中最大块石粒径，计算石块运动速度结果见表2.3-2。

根据泥石流暴涨暴落、历时短的特点，泥石流过程线概化模型为五边形，通过求得图形面积即可计算概化后的泥石流总量。

泥石流的历时采用调查访问手段，该泥石流于1990年9月某晚上约10点爆发，至凌晨3点左右停止，该过程发生的主要时段为10点至11点左右，综合取舍后将泥石流历时定为1小时20分钟，计算得到泥石流的一次冲出量（表2.4-1）：

三、结论

1.泥石流物源较为丰富，沟床纵比降大，采用拦挡措施的经济效益低，沟口前缘利于排导，因此采用防护堤治理措施。

2.防护堤设计高度为设计泥石流流深加泥石流爬高和安全超高，安全超高一般取0.5～1.0m。

参考文献

[1]DZ/T0220-2006.泥石流灾害防治工程勘查规范[S].

[2]DZ/T0239-2004.泥石流灾害防治工程设计规范[S].

[3]谭炳炎.暴雨泥石流活动、勘查、危险性评估及其防治[M].西南交通大学出版社，1991.

[4]成都铁路局昆明科研所，王继康等编.泥石流防治工程技术[M].中国铁道出版社，1996.

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