[发明专利]阵性泥石流平均峰值流量与泥石流一次总量计算方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及阵性泥石流平均峰值流量和泥石流一次总量计算方法，特别是基于现场调访数据的阵性泥石流平均峰值流量和泥石流一次总量的计算方法与应用。 

背景技术

泥石流的一次总量和平均流量是泥石流研究中最重要的特征参数，它们不仅表征了泥石流的强度、规模和性质等特征，而且是泥石流趋势判别的重要依据。在泥石流防治工程中，两参数是泥石流拦挡工程规模确定的基础，决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。 

现有的泥石流绝大多数是阵性泥石流，这些泥石流99％以上是无法观测的，被称为“非观测泥石流”。非观测的阵性泥石流一次总量计算方法主要有经验方法和仿真模型两类。两种方法准确度和实用性都受到很大限制。因此现有的计算方法在实际防治工作的应用中存在诸多的问题，主要有4个方面：(1)经验公式的计算方法大部分是不直接的、经验性的、地域性的，计算误差往往很大，但难以确定，因而难以获得准确的计算结果；(2)仿真模型涉及许多直接和间接的参数不容易得到，模型应用十分困难；(3)沿整个沟道的一次泥石流的行流时间和平均峰值流量目前尚无确定方法；(4)泥石流最大峰值流量和平均流量两者之间的关系以及泥石流行流时间和总时间之间的关系未确定，缺乏科学 而直接并适用的方法。 

归纳而言，阵性泥石流一次总量和平均流量确定存在2个方面的技术难点。一方面体现在在泥石流经历的总时间内既有流体的行流时间又有断流时间，非观测泥石流发生的现场实地调查无法准确确定这2个时间参数；另一方面，一场阵性泥石流发生过程中包括数个到数千个阵次，每一阵次泥石流的流量并不相同，而非观测泥石流发生现场的实地调查又只能确定各阵次中峰值流量的极大值。所以阵性泥石流的研究中存在平均峰值流量准确计算和一次总量准确计算的困难。 

泥石流一次总量和平均流量确定方法研究进展困难有诸多的原因，归纳起来有以下几点：(1)由于泥石流一般均会汇入主河，而被主河带走一大部分，所以在有记载的文献中调查和报道有准确阵性泥石流一次的案例十分少；(2)直接观察阵性泥石流过程通常非常困难(除了在像蒋家沟流域这样泥石流研究的重要地点)；(3)泥石流运动过程中，其物质容量、特性、体积等特征指标持续变化；(4)实际中大多数泥石流(除了观测的泥石流)的勘查仅仅能够提供泥石流最大流量和总过程的时间数据，而不能够提供阵性泥石流平均流量和流动时间与断流时间。 

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的空白，首先提供一种阵性泥石流平均峰值流量的计算方法，再以这个特征指标为关键的中间变量，计算泥石流的一次总量。本技术方案利用泥石流发生现场实际测量参数值计算泥石流流量、总量 指标，计算结果值与实际观测值差异较小，计算精度能够满足泥石流勘查设计需要，适应实际工程需要。 

为实现上述目的，本发明的技术方案如下： 

一种阵性泥石流平均峰值流量计算方法，其特征在于采用如下步骤计算得出： 

(1)确定阵性泥石流流量Q_1/2值和Q_3/4值 

通过阵性泥石流峰值流量的极大值Q_max计算Q_1/2值和Q_3/4值，计算公式如下： 

Q_1/2＝0.29697Q_max-6        公式1 

Q_3/4＝0.50672Q_max-16       公式2 

式中，Q_1/2-阵性泥石流流量过程线上的1/2分位点值(m³/s)； 

Q_3/4-阵性泥石流流量过程线上的3/4分位点值(m³/s)； 

Q_max-阵性泥石流峰值流量的极大值(m³/s)，由现场调查实测确定； 

(2)确定参数c和r的值 

通过Q_1/2值和Q_3/4值计算计算参数c和r的值，计算公式如下：