[发明专利]一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型

说明书

本发明涉及地质灾害防治工程技术领域，具体涉及一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型，本发明首先在冰碛土断面上现场收集单位面积上产生冻融破坏的土体量，根据物源汇集量计算模型，分别计算出冰碛土日汇集量、月汇集量和年汇集量。其次，根据冰碛物汇集量计算泥石流物源的汇集速度。最后，根据泥石流汇集速度推导出冰碛泥石流的爆发频率。本发明跟以往的泥石流爆发频率预测模型相比，减少了对气象资料的依赖性，从物源汇集速度入手，计算冰碛补给型泥石流发生特定规模时物源汇集所需的时间，从而探索泥石流的暴发频率，为高寒冻融区公路、铁路等基础设施建设中冻融边坡的破坏机理研究提供参考资料，为西部山区的经济建设提供服务。

技术领域

本发明涉及地质灾害防治工程技术领域，具体涉及一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型。

背景技术

随着全球气候变暖，世界各高海拔山区的冰湖溃决事件频繁发生，常损毁基础设施和冲毁村镇，造成严重的经济损失和人员伤亡。根据冰碛坝下游沟道的固体物源分布情况，溃决后的洪水可能演变为泥石流。而冰湖溃决引发的洪水或泥石流灾害规模往往是一般洪水、泥石流的数十倍，造成的危害也更大。位于高寒高海拔山区的新疆天山公路，自20世纪70年代末期修建完成以来，由泥石流造成的中断交通年均累计15-30余天，严重限制了具有国防功能且连接南北疆的公路交通运输生命线的有序进行。1974年中巴公路初次修建及后期的复建工作中，与冰川活动相关的特殊地质灾害也给工程建设带来了重大损失。随着对重大工程建设和安全运行的标准逐步提升，对冰碛型泥石的防治需求越来越迫切。

综上所述，研发一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型，仍是地质灾害防治工程技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型，本发明跟以往的泥石流爆发频率预测模型相比，减少了对气象资料的依赖性，从物源汇集速度入手，计算冰碛补给型泥石流发生特定规模时物源汇集所需的时间，从而探索泥石流的暴发频率，为高寒冻融区公路、铁路等基础设施建设中冻融边坡的破坏机理研究提供参考资料，为西部山区的经济建设提供服务。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下技术方案：

一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型，包括以下步骤：

(1)根据现场收集单位面积上产生冻融破坏的松散土体量拟定计算模型，确定冰碛物在冻融条件下产生冰碛土日汇集量；

(2)由冰碛土日汇集量，确定月汇集量统计模型；

(3)确定年汇集量的计算模型；

(4)根据冰碛物物源的汇集量，计算冰碛补给型泥石流物源的汇集速度，推导出冰碛补给型泥石流暴发频率与物源汇集量之间关系；

(5)获取冰碛泥石流在冻融条件下的暴发频率与泥石流暴发潜在规模、泥石流物源汇集量之间的关系。

本发明进一步设置为：在步骤(1)中，所述的冰碛物在冻融条件下产生冰碛土日汇集量的计算公式为：式中，V_d表示冰碛土在某一天中的汇集量，V_h表示一天中一小时的冰碛土汇集量，j表示一天中冰碛在冻融条件下产生汇集的小时数，其取值范围为0-24，ρ表示冰碛物土体的容重。

本发明进一步设置为：在步骤(2)中，所述的月汇集量统计模型的公式为：V_m＝V_d1+V_d2+V_d3+...+V_di，式中，i表示一个月中冰碛在冻融条件下汇集的天数，其取值范围为1-31。