高海拔地區某溝谷型泥石流治理方案研究

王娜 范曉南

【摘 要】本文以高海拔地區某溝谷型泥石流溝為例，簡要分析泥石流基本特征;計算泥石流流體動力學參數，基于該泥石流的動力學計算，提出適用于本場地地形地貌條件下的治理措施。

【中圖分類號】P642.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）21-000-01

前言

2015年“4.25”尼泊爾地震作用下，我國西南高山峽谷部分地區新增潛在泥石流物源。某溝谷型泥石流受汛期連續降雨影響，形成了小規模粘性泥石流，且泥石流溝口是村委聚集點，并且有公路穿過，無搬遷的條件，所以進行工程治理是極其必要的。

一、泥石流特征

1.形成區特征

地貌為高山峽谷區，高程4520-4800m，匯水面積98.85km2，主溝長14km，溝床平均縱比降61‰。物源為岸坡崩滑體、溝床泥石流堆積及坡殘積，縱向上溝谷形態呈折線型，谷底一般寬18～25m，谷坡坡度一般35～50°，局部可達70～85°。該段泥石流運動特征以下切侵蝕為主，同時伴有沖刷作用。

2.流通堆積區特征

海拔4440～4520m，主溝呈“U”形，平均長約1300m，平均溝床縱比降25‰。堆積體坡度5～8°，擴散角35～50°，寬300～400m，平面面積約0.71km2，泥石流堆積厚度約10m，多年沖出堆積體方量約700萬m3。該區段泥石流表現為以淤積為主的運動特征。

二、泥石流特征值計算

1.泥石流流體重度

對于泥石流流體重度的確定，較為常用的方法是將現場配漿模擬計算值與查表所得值進行綜合對比取值，利用泥石流近似特征綜合取值。

（1）現場配漿法：在溝道內取用泥石流堆積物現場配置泥石流漿體，近似模擬泥石流漿體濃度，與當地走訪調查成果進行配對稱重，其計算公式為：

計算結果如表2.1-1，泥石流重度模擬計算值為1.86t/m3。

（2）查表法：該方法的優點在于將泥石流進行了易發程度的量化，根據相應規范確定泥石流重度和泥沙修正系數，結果如表2.2-2。

（3）綜合取值：采用現場配漿法結合查表法綜合確定泥石流流體重度為1.50t/m3。

2.泥石流流量

（1）雨洪法：基于設計的暴雨洪水全部轉化為泥石流的假定條件，選定符合泥石流特征的堵塞系數和泥沙修正系數，選用水文方法計算出的不同頻率下的暴雨洪峰流量為變量，組成如下公式，以此計算峰值流量（表2.2-1）：

（2）形態調查法：本方法的重點在于泥石流泥位線的確定，以此特征確定泥石流流速、過流斷面面積，最終計算求得泥石流峰值流量，計算公式為：

參照規范，確定該泥石流屬于粘性泥石流，流速采用粘性泥石流通用公式進行計算：

本次計算參數的選取，主要依據1990年“9.13”泥石流現場勘查確定，溝床糙率按野外調查得到的清水河床形態特征查水文手冊確定。據此，求得泥石流流速、流量值見表2.2-2～2.2-3。

（3）綜合取值：對比雨洪法和形態調查法的計算結果，后者求得的流量值近似于雨洪法百年一遇的計算值。泥石流治理設計以20一遇泥石流的流量為依據，因此，采用表2.2-1計算結果作為該泥石流峰值流量。

3.泥石流流速計算

泥石流動力學參數-泥石流流速，多依據經驗公式計算。鑒于缺乏泥石流過程監測數據，按泥石流重度分類為屬粘性泥石流，根據規范，本次選用通用公式進行泥石流流速計算，計算結果見表2.3-1。計算公式如下：

對于泥石流沖出物最大粒徑塊體運動速度的計算公式：

根據現場調查溝域內泥石流堆積物中最大塊石粒徑，計算石塊運動速度結果見表2.3-2。

根據泥石流暴漲暴落、歷時短的特點，泥石流過程線概化模型為五邊形，通過求得圖形面積即可計算概化后的泥石流總量。

泥石流的歷時采用調查訪問手段，該泥石流于1990年9月某晚上約10點爆發，至凌晨3點左右停止，該過程發生的主要時段為10點至11點左右，綜合取舍后將泥石流歷時定為1小時20分鐘，計算得到泥石流的一次沖出量（表2.4-1）：

三、結論

1.泥石流物源較為豐富，溝床縱比降大，采用攔擋措施的經濟效益低，溝口前緣利于排導，因此采用防護堤治理措施。

2.防護堤設計高度為設計泥石流流深加泥石流爬高和安全超高，安全超高一般取0.5～1.0m。

參考文獻

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