泥石流分析及流量求解

泥石流分析及流量求解

1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ）

泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为：

P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m ³/s ） F —流域面积（km ²）； i —1h 面雨量（mm ）；

K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。 2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（C Q ）

按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量

C

Q 计算。

C

P C C D Q Q •+=)1(φ （2-2）

式中：

C

Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m ³/s ）；

P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m ³/s ）；

C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=；

C γ—泥石流容重（t/ m ³）

；

S γ—清水的比重（t/ m ³）

，取值为1.0；

H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m ³），取值为2.65；

C D —泥石流堵塞系数，取1.1。

利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。

表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表

第三节泥石流流速计算

泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。一片区各泥石流均属稀性泥石流，稀性泥石流的流速计算公式本报告选用西北地区（铁一院）公式：

3

8

c c c v H I α=23（15.3/） （2-5）

式中：

c

v ——泥石流断面平均流速（m/s ）;

c H ——泥石流流体水力半径（m ），可近似取其泥位深度；

c

I ——泥石流流面纵坡比降（‰）；

α——阻力系数。

利用以上公式计算的一片区2条泥石流沟峰值流速结果见表5-4。

表5-4 热藏龙哇、龙藏沟泥石流峰值流速计算结果表

第四节一次泥石流过流总量

一次泥石流总量Q 计算，根据泥石流历时T （s ）和最大流量C Q （m3/s ），按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程概化成五角形，按下式计算：

C

Q T K Q ⋅⋅= （2-3）

式中：K-与流域面积相关的系数；T-泥石流历时，取1200s 。 计算结果见下表5-5。

第五节一次泥石流固体冲出物

一次泥石流固体冲出物按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）附录I 提供的计算公式进行计算：

)

/()(w H w c H Q Q γγγγ--=

式中H Q —一次泥石流冲出固体物质总量（m3）；

Q

—一次泥石流过程总量（m3）

c γ—泥石流重度（t/m3）； w γ—水的重度（t/m3）；

H γ—泥石流固体物质的重度（t/m3）。

表5-5 热藏龙哇、龙藏沟泥石流沟过程总量及一次固体物质总量计算结果表

第六节泥石流整体冲压力

泥石流整体冲压力计算公式：

αγλ

δsin 2c c

V g

= （2-6）

式中：δ—泥石流整体冲击压力（Pa ）； g —重力加速度（m/s2）；

α—建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角，取90°； λ—建筑物形状系数，方形为1.47，矩形为1.33，圆形为1.0；

c V —泥石流断面平均流速（m/s ）；

计算结果见下表5-6。

表5-6 热藏龙哇、龙藏沟泥石流冲击压力计算结果表

第七节泥石流爬高和最大冲起高度

1、泥石流最大冲起高度1H ∆计算公式：

g

V H c 22

1=∆ （2-7）

2、泥石流爬高2H ∆计算公式：

g V g V b H c

c 2

28.02≈⋅=∆ （2-8）

式中：b —迎水面坡度的函数。 计算结果见下表5-7。

表5-7 热藏龙哇、龙藏沟泥石流爬高和冲起高度计算结果表

第八节泥石流弯道超高

由于泥石流流速较快，惯性较大，故在弯道凹岸处有比水流更加显著的弯道超高。计算弯道超高的公式：

2

3212.3lg(/)c H V g R R ∆=⋅ （2-9）

式中：3H ∆—弯道超高值（m ）；

2R —凹岸曲率半径(m)； 1R —凸岸曲率半径（m ）； c V —流速（m/s ）； g —重力加速度（m/s 2）。 计算结果见下表5-8：

表5-8 热藏龙哇、龙藏沟泥石流弯道超高计算结果表

第六章防治方案

第一节防治原则、依据

一、防治目标与原则

根据热藏龙哇沟、龙藏沟泥石流的形成特征、危害形式、危害程度、发展趋势，泥石流防治总的目标是减轻泥石流灾害对规划区的危害。

具体目标：

1、根据泥石流的危害性及危险性大小，确定本治理工程措施为永久性工程，各项治理工程必须安全可靠，通过治理，使泥石流治理工程在设计频率、规模的泥石流发生时，不再造成危害。

2、治理工程措施是针对泥石流类型、活动规律等进行，各项工程包括稳拦、排导等配合使用，综合治理，保证安全。

3、应建立可行的后的泥石流动态，以保施工安全，为今后泥石流的治理效果监测和灾害预警提供依据基泥石流监测网络，适时监控治理过程中和治理础数据。

为此，治理工程措施应遵循安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便、与环境协调的原则。

5）遵循泥石流自身的特点和规律，因地制宜，防、治结合，综合防治。

二、防治依据

（一）规范依据

1、中国地质调查局《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239－2004）；

2、中华人民共和国地质矿产行业标准《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）；