[发明专利]冰湖溃决型洪水泥石流防治方法

权利要求书

1.一种冰湖溃决型洪水泥石流防治方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据沟道下游主河的输砂能力、需要保护的重大工程设施和村镇、主河沿岸区域的城镇保护对象的防护标准，确定流域内防治工程体系规划设计标准；通过现场调查与勘查对冰碛坝后的沟道进行分区，依次分为上游区、中游区、下游区；进一步确定上游区沟道内分布的大漂石直径、中游区域沟道内分布的物源颗粒粒径，确定D90；确定沟道物源分布及其厚度；依据铁路、公路桥梁周围环境条件确定排导工程的长度、宽度和坡度范围；确定不同溃决条件下的最大溃决洪峰流量Q_Total；

步骤2，在上游区修建桩林坝群，库区内分层摆放大漂石，若沟道内大漂石数量有限，则可放置预制人工结构体，每一行桩林中的桩与桩之间的间距为b，行与行之间的间距为B；堆放的大漂石或人工结构体的直径D满足Db，依次向上游摆放，每间隔(50-100)D设置1-2排桩林以稳固上游的漂石和控制下游的漂石起动，同时桩林和摆放的块石形成阶梯跌水，以消耗洪水泥石流的能量；

步骤3，在中游区域修建消能潜槛，修建若干级潜槛后修建一座拦砂坝，防止沟道在溃决洪水的作用下快速下切，控制沟道沟岸的物源起动形成泥石流；

步骤4，在下游区域，通过修建一座分流坝或控流坝将溃决洪水泥石流进行分流，然后分别通过位于铁路、公路桥梁下部和顶部以上的排导槽将溃决洪水泥石流泄放至主河；

分流坝或控流坝的设计流量分配满足以下关系Q_Total＝Q_Up+Q_Down，上层排导槽下底面与铁路、公路桥梁顶面之间的高差需要满足以下关系：H_高差＝ηH_车，η为安全系数，一般取值为η＝1.5-3.0；H_车为通行的车辆最大高度；然后，依次根据分流坝或控流坝到桥梁的距离L_坝到桥、上层排导槽的设计坡度J_Up确定坝体溢流口高程；

分流坝或控流坝上部和底部的流量分配确定方法如下：

(1)下层排导槽的最大过流能力Q_排,Down，根据公路、铁路桥梁下部允许通过的排导槽宽度B_Down和水深h_Down拟定设计值，依据以下方法进行计算：

(2)冰湖溃决产生的洪水泥石流规模等级属于大规模或特大规模，当溃决洪水泥石流到分流坝或控流坝位置时，泄流孔的泄流方式满足闸孔出流条件，因此，泄流孔的过流面积A_Down按照下式确定：

其中，μ为流量系数，b_孔为泄流孔宽度，g为重力加速度，H_down为高于泄流孔底部以上的水深；

(3)下层排导槽设计流量Q_排,Down和泄流孔泄放的流量Q_Down需要满足以下关系：Q_排,DownkQ_Down，其中k为安全系数；根据下层排导槽的宽度B_Down和水深h_Down拟定值，在满足排导槽宽度B_Down和泄流孔的宽度b_孔之间关系的条件下，B_Downβb_孔，确定泄流孔的宽度b_孔和高度h_孔，其中，β为过流断面宽度比例系数；

(4)上层排导槽的最大过流能力为Q_排,Up，根据地形条件确定上层排导槽的宽度B_Up和深度h_Up拟定值，其最大过流能力依据以下方法进行计算：

(5)分流坝或控流坝的溢流堰宽度采用以下方法确定：

其中，m为流量系数，b_堰为泄流孔宽度，g为重力加速度，H_堰为高于溢流口底部以上的水深；

(6)上层排导槽设计流量Q_排,Up和通过溢流堰的流量Q_Up需要满足以下关系：Q_排,UpkQ_Up，其中k为安全系数；根据上层排导槽的宽度B_Up和水深h_Up拟定值，在满足排导槽宽度B_Up和溢流堰的宽度b_堰之间关系的条件下，B_Upβb_堰，确定溢流堰的宽度b_堰，其中，β为过流断面宽度比例系数。