[发明专利]滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量测算方法

说明书

本发明公开滑坡堰塞坝溃口深度测算方法、滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量测算方法。针对现有技术缺陷，本发明滑坡堰塞坝坝体水流易侵蚀性判断方法，以坝体物质中值粒径为指标，快速判断坝体水流易侵蚀程度。本发明滑坡堰塞坝溃口深度测算方法、滑坡堰塞坝溃口底宽度测算方法，将与坝体侵蚀特征有关的特定计算系数引入到测算方法中，能够充分考虑堰塞坝的水流易侵蚀性对溃口形成与演化的影响。本发明滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量测算方法，采用半解析公式计算溃决峰值流量，计算结果更接近灾害现场测量值。本发明技术方案测算原理科学、所需计算量小、数据采集与计算硬件要求低，能够充分满足滑坡堰塞坝形成与溃决事件中快速响应的防灾减灾措施需要。

技术领域

本发明涉及一种堰塞坝溃决特征指标的测算方法，特别是涉及一种滑坡堰塞坝溃口深度测算方法与一种滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量测算方法，属于地质灾害监测防治技术领域、地质灾害应急响应技术领域。

背景技术

河谷山体在崩塌、滑坡、泥石流等灾害的作用下，横向阻塞山谷、河谷或河床形成堰塞坝，导致上游段壅水形成堰塞湖。堰塞湖在世界各地广泛分布。统计数据显示，堰塞坝从形成至发生溃决往往历时较短，短则1天，长则1周。因而自堰塞坝形成开始，围绕其展开的救援治理工作都必须得到快速响应。堰塞坝溃决时，常形成汹涌洪水，引发较大洪水灾害。这使得快速科学合理计算堰塞坝溃决洪水峰值流量十分重要。

滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量是地质灾害危险性评估和工程防治中的关键参数。在滑坡堰塞坝形成后，需要尽快对自然溃坝的形式做出预测，即对溃口的特征值进行准确计算，主要溃口特征值为溃口深度和溃口底宽。在确定这两个特征值之后，即可依据相关公式计算出溃决洪水峰值流量、水位、流速及其在下游河道的演进过程，进而预测溃坝洪水在下游的危害范围和程度，为制定有效的防灾减灾预案提供科技支撑。

申请号为2019106536250、名称为“堰塞湖危险性分级和溃决型泥石流及山洪险情预警方法”的中国发明专利申请公开了一种堰塞湖溃决峰值流量计算方法，是基于堰塞坝溃决数学模型根据时间步长的迭代计算出不同时刻下的溃决流量，选择出最大值，即峰值流量。该方法计算工作量大、硬件设备要求较高，难以在除特定的灾害监测实验位点以外的灾害现场及时实施应用。除此技术以外，现有的堰塞坝溃决洪水峰值流量计算方法多是通过历史滑坡堰塞坝溃决洪水资料建立，通常堰塞坝高度、堰塞坝溃口深度、堰塞坝库容和堰塞坝溃决水量共4个参数中的1个或2个参数，大多未考虑坝体的易侵蚀性对溃决洪水峰值流量的影响。此外，现有滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量计算公式多存在量纲不和谐问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种滑坡堰塞坝溃决洪水峰值流量测算方法。

为实现上述目的，本发明首先提供一种滑坡堰塞坝坝体易侵蚀性判断方法，其技术方案如下：

一种滑坡堰塞坝坝体水流易侵蚀性判断方法，用于判断水流对滑坡堰塞坝坝体侵蚀的容易程度，其特征在于：以坝体物质中值粒径d₅₀为指标，若d₅₀0.50mm，判定为高度易侵蚀性，若0.50mm≤d₅₀≤20mm，判定为中度易侵蚀性，若d₅₀20mm，判定为低度易侵蚀性。

上述滑坡堰塞坝坝体水流易侵蚀性判断方法中，水流易侵蚀性是指水流对滑坡堰塞坝坝体产生侵蚀作用的容易程度。在滑坡堰塞坝溃决发生与演变过程中，坝体的易侵蚀性高低直接影响溃口形态的变化，进而影响到溃决的严重程度、溃决峰值流量的变化、下游区域受灾程度。

以上述滑坡堰塞坝坝体水流易侵蚀性判断方法为基础，本发明同时提供一种滑坡堰塞坝溃口深度测算方法，其技术方案如下：

一种滑坡堰塞坝溃口深度测算方法，其特征在于：首先，现场调查，获取基本调查数据、判断坝体水流易侵蚀性，所述基本调查数据包括堰塞坝高度h_d、堰塞坝库容V_l；其次，根据坝体水流易侵蚀性依表1确定4个计算系数λ、ξ、α、β的取值，