[发明专利]一种窗口坝拦截泥石流闭塞类型判别方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种窗口坝拦截泥石流闭塞类型判别方法，及其在泥石流灾害防治工程中的应用。

背景技术

泥石流是中国山区一种常见的地质灾害，具有发生突然、历时短暂、来势凶猛、大冲淤、破坏力极强的特点。随着人类经济活动进一步向山区延伸和自然环境趋于恶化,泥石流爆发范围和频率正在逐年增大,其带来的危害也更加严重，为了保障山区经济的可持续发展，泥石流防治治理就显得十分必要。

在泥石流的防治措施中，拦砂坝是目前防治泥石流灾害中使用最为广泛的工程措施。窗口坝作为一种重要拦砂坝类型，在实际工程中已有广泛应用。窗口坝为一种透水型拦砂坝，它是在实体坝上开一些孔口，用于透水输砂，其开口尺寸大于筛子坝，开口高宽比小于传统缝隙坝，是一种界于筛子坝与传统缝隙坝之间的拦砂坝类型。

然而目前关于窗口坝闭塞类型临界条件及其拦砂性能的研究较少，窗口坝的设计仍多以设计者的经验和水工设计方法为主，理论依据和技术指标尚还缺乏。如何在窗口坝的设计时选择合理的开口尺寸和数量等，使其达到良好的拦砂效果，为窗口坝的设计提供依据是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种窗口坝拦截泥石流闭塞类型判别方法及其在窗口坝设计工程中的应用，该判别方法能够合理区分窗口坝的闭塞类型，为窗口坝的设计提供依据，适应实际工程需要。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明提出一种窗口坝拦截不同性质泥石流时的闭塞型类型判别方法。窗口坝的闭塞类型由闭塞度衡量：闭塞度为开口堵塞的百分率；闭塞度为0时表示窗口坝不闭塞，闭塞度为100%时表示窗口坝全闭塞，闭塞度为0～100%时表示窗口坝部分闭塞。

具体而言，窗口坝拦截泥石流闭塞类型判别方法步骤如下：

（一）通过野外调查，确定泥石流类型（依泥石流容重分类）和泥石流的颗粒级配分布，画出泥石流颗粒分布曲线图（以小于某一粒径的颗粒累积百分含量为纵坐标，如图1所示），并从泥石流颗粒分布曲线图中查出累计含量为95%对应的粒径值d₉₅，单位m。

（二）针对窗口坝的每一个开口，确定min(b,h)/d₉₅值，得到与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值；式中，b为开口宽度，单位m，通过现场调查测量确定或为设计值；h为开口高度，单位m，通过现场调查测量确定或为设计值；d95为累计含量95%对应的粒径值，单位m，由步骤（一）确定。

（三）当步骤（一）中确定的泥石流类型为稀性或过渡性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值均小于等于1.1，则判定窗口坝为全闭塞类型；进行步骤（七）；

当步骤（一）中确定的泥石流类型为稀性或过渡性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值均大于1.9，则判定窗口坝为不闭塞类型；进行步骤（七）；

当步骤（一）中确定的泥石流类型为稀性或过渡性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值中存在部分值大于1.9同时其余部分值小于等于1.1，则判定窗口坝为部分闭塞类型（即min(b,h)/d₉₅值大于1.9的开口没堵塞，min(b,h)/d₉₅值小于等于1.1的开口堵塞）；进行步骤（七）；

当步骤（一）中确定的泥石流类型为稀性或过渡性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值中存在任一值大于1.1同时小于等于1.9，则进行步骤（四）；

当步骤（一）中确定的泥石流类型为粘性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值均小于等于1.7，则判定窗口坝为全闭塞类型；进行步骤（七）；

当步骤（一）中确定的泥石流类型为粘性泥石流，且步骤（二）中得到的与开口数量相同个数的min(b,h)/d₉₅值均大于2.1，则判定窗口坝为不闭塞类型；进行步骤（七）；