[发明专利]一种泥石流堵江的早期识别方法

说明书

本发明公开了一种泥石流堵江的早期识别方法。该方法首先获取入汇角、支沟下游平均坡度、主河坡度、主河宽度和主河水深等支沟与主河相关基础参数，然后代入相关公式计算得到支沟泥石流流出体积、主河水流侵蚀体积和泥石流最小堵江体积，最后将支沟泥石流流出体积与主河水流侵蚀体积之差、与泥石流最小堵江体积进行比较，实现泥石流堵江的早期识别。该方法基于支沟泥石流堆积体积及支沟泥石流最小堵江体积的比值关系得到泥石流体积无量纲指标评估方法，能够在泥石流发生前对支沟泥石流在不同降雨重现期距下能否堵江进行早期识别；通过支沟与主河相关的基础参数数据库的建立，可为早期识别大范围山区流域支沟泥石流堵江潜在区域提供科学依据。

技术领域

本发明涉及一种泥石流堵江的早期识别方法，特别是适用于大范围的山区流域，可对不同重现期距降雨条件下、支沟泥石流能否堵江形成堰塞坝进行早期识别评估。

背景技术

泥石流堵江是国内外常见的山地灾害，当山区流域受暴雨作用影响，支沟内的松散固体物质与水、气混合形成泥石流往下游运移，通过运移过程与主河交汇时，可能造成主河堵江形成堰塞湖。堰塞湖的形成往往带来上游的回水灾害，溃坝后形成的洪水或泥石流则会造成下游临近河道的洪涝灾害。为了针对泥石流堵江衍生的次生灾害进行相对应的防灾减灾对策，泥石流堵江的早期识别具有紧急迫切的必要性。

泥石流堵江的早期识别必须先厘清泥石流形成条件，目前国内外研究泥石流堵江形成条件的切入点多有不同，因此所探讨的影响因素也有不同，大致可分为地形特性、泥石流材料物理性质、泥石流体积、泥石流与主河水流动量比、泥石流与主河水流流量比等几项影响因素，基于这些影响因素下，通过统计方法、室内实验方法以及理论分析方法提出相关的泥石流堵江评估方法。但现有技术中的上述方法并未考虑到流域尺度的地形效应(上述方法均是泥石流发生后进行堵江与否的判别，或是通过室内实验结果进行堵江与否的判别，不一定适用扩展到其他区域)且忽略主河水流的侵蚀作用，因此对于泥石流堵江的早期识别存在一定误差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种泥石流堵江的早期识别方法，该方法基于支沟泥石流以及主河水流的动力条件，分别获取支沟泥石流堆积体积V_D(即支沟泥石流流出体积V_DF与主河水流侵蚀体积V_E之差)及支沟泥石流最小堵江体积并且提出泥石流体积无量纲指标评估方法，能够在泥石流发生前对支沟泥石流在不同降雨重现期距下能否堵江形成堰塞坝进行早期识别；适用于大范围的山区流域，并且能考虑不同重现期距降雨条件下，进行支沟泥石流堵江早期识别的计算，以及识别支沟泥石流堵江的潜在区域，作为泥石流堵江防灾减灾对策的参考。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明提出一种泥石流堵江的早期识别方法，其技术思想为：支沟泥石流要能冲进主河并且到达对岸的体积，必须要能大于阻塞主河最小体积才会堵江；相同泥石流流量条件下，随着泥石流流速、主河水流流速、主河水流宽度的不同，不一定能发生堵江；此外，被主河水流携带至下游的泥石流量体也需纳入评估，避免高估泥石流堵江体积。

本发明的相关推导过程如下：首先通过支沟泥石流堆积体积V_D以及支沟泥石流最小堵江体积之间的无量纲化关系，提出体积无量纲指标评估方法定义支沟泥石流能堵塞主河形成堰塞坝；定义支沟泥石流不能堵塞主河形成堰塞坝。

支沟泥石流与主河交汇时，部份的体积会受主河水流侵蚀作用而被携带到下游，不参与支沟泥石流的堆积体积，因此定义支沟泥石流流出体积V_DF为支沟泥石流堆积体积V_D与主河水流侵蚀体积V_E的和，即V_DF＝V_D+V_E；则支沟泥石流堆积体积V_D为：V_D＝V_DF-V_E。