[发明专利]一种堰塞湖瞬态激励泄流方法在审
申请号: | 201910051817.4 | 申请日: | 2019-01-21 |
公开(公告)号: | CN109826164A | 公开(公告)日: | 2019-05-31 |
发明(设计)人: | 杨晓宇;杨兴国;徐昊;周家文;戚顺超;范刚 | 申请(专利权)人: | 四川大学 |
主分类号: | E02B8/06 | 分类号: | E02B8/06 |
代理公司: | 成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙) 51241 | 代理人: | 李鹏 |
地址: | 610065 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 泄流 围堰 堰塞湖 泄流槽 槽口 门区 瞬态 预留 开挖 人员及设备 自然力 挡水结构 峰值流量 水力冲刷 堆积体 工程量 挡水 水头 溢流 冲刷 高程 施工 湖水 上游 加深 安全 保证 | ||
本发明公开了一种堰塞湖瞬态激励泄流方法,针对传统堰塞湖开渠泄流存在的初期流量较小而峰值流量大的缺陷,本发明根据临时小围堰的顶高程H、宽度W和长度L,在设计泄流槽口门区确定临时小围堰的范围。通过在预留堰塞坝上游部分堆积体形成临时挡水小围堰,预留一定方量的土石方不开挖,在泄流槽口门区的临时小围堰作为挡水结构,从而可保证湖水不会在施工期间溢流,保障施工人员及设备的安全。本发明利用临时小围堰所挡水头的激励作用,充分发挥水力冲刷的自然力,使泄流槽在泄流过程中快速冲刷拓宽加深,可减少泄流槽开挖工程量。
技术领域
本发明属于堰塞湖泄流处置技术领域,尤其与一种堰塞湖瞬态激励泄流方法有关。
背景技术
堰塞湖是由火山熔岩流、冰水堆积物或由地震活动使山体岩石崩塌下来等原因引起山崩滑坡体堵截天然河道后贮水形成的湖泊。堵截河道的堰塞坝坝体结构松散,组成成分不均匀,整体稳定性较差,容易因失稳、漫顶冲刷等原因溃决,在下游引发泥石流、洪涝等次生灾害,造成下游严重的生命及财产损失。因此,对于规模较大、潜在威胁严重的堰塞湖,为降低堰塞湖溃决风险,减少堰塞湖泄流对上下游的危害。需要采取一定的人工措施来引流降低堰前水位,以达到排险整治的目的。
针对风险较高的堰塞湖,降低堰前水位最主要的措施是及时进行引流泄水,而开挖泄流槽是一种行之有效的引流泄水方法。
传统的泄流方法是开挖横剖面为三角形或复式三角形、纵剖面为多段不同坡比相连的泄流槽。但是开挖泄流槽存在以下缺点:
1、初期流量小:传统的泄流槽在泄水初期的流量非常小,不能快速降低堰塞湖水位,不利于降低堰塞湖溃决风险。
2、峰值流量大:根据以往堰塞湖应急抢险的经验,传统的泄流槽在泄水时,下泄的峰值流量非常大,超过下游防洪标准,对下游造成巨大的防洪压力,避险范围大,组织人员疏导工作难度大。
3、泄流时间长:传统泄流槽在泄流过程中,初期流量小,导致总泄流时间较长,因此下游人员避险时间长,社会稳定压力大。
4、施工较危险:传统泄流槽在进行开挖施工时,无临时挡水结构,泄水安全风险大。
5、可行性差:在泄流过程中,不稳定的堰塞坝坝体在水流冲蚀作用下,随时都可能发生泄流槽岸坡垮塌的情况,中期清除巨石和后期投放人工结构体的操作较危险。
发明内容
针对传统堰塞湖开渠泄流存在的初期流量较小而峰值流量大的缺陷,本发明旨在提供一种堰塞湖瞬态激励泄流方法。
为此,本发明采用以下技术方案:一种堰塞湖瞬态激励泄流方法,其特征是包括以下步骤:
步骤一,根据堰塞湖坝体的地形地质条件,确定泄流槽中心线;
步骤二,设定以下参数:临时小围堰顶高程H由泄流槽进口底高程H0、设计挡水高度Δh1以及安全加高Δh2三部分确定,其计算为H=H0+Δh1+Δh2,式中,安全加高Δh2一般取0.5~1.0m;临时小围堰顺河向宽度W由土石体允许水力坡降i与设计挡水高度Δh1确定,其计算为W=(Δh1/i)*(1-i^2)^0.5;临时小围堰横河向长度L由临时小围堰高度及泄流槽断面尺寸确定,其计算为L=2*(Δh1+Δh2)/m+W1,其中m为泄流槽边坡坡比,W1为泄流槽底宽;根据上述临时小围堰的顶高程H、宽度W和长度L,在设计泄流槽口门区确定临时小围堰的范围;
步骤三,根据现场施工条件以及填筑土石体的材料参数,临时小围堰上游迎水面坡比取值1:2~1:3,下游背水面坡比取值1:1~1:1.5;
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