[发明专利]超大规模洪水泥石流防治方法

说明书

本发明提供了一种超大规模洪水泥石流防治方法，首先确定流域内暴发某一标准洪水泥石流相对应的规模，然后判断洪水泥石流的级别；然后针对超大规模洪水泥石流的防治，确定该流域内防治工程体系的防护设计标准，进一步确定关键控制性工程的设计标准；最后根据关键控制性工程的设计标准，提出具有不同功能分区的拦砂坝设计方法。在遭遇超大规模冰川洪水泥石流时，在保证整个流域防治工程体系安全的条件下，允许关键控制性拦砂坝部分坝体溃决而增加过流断面面积和下泄流量，未溃决区域的坝体基础部分能够有效的控制沟道下切，调控通过断面的流速，从而最大程度地减小对下游地区铁路、公路、桥梁、隧道等的威胁和危害。

技术领域

本发明属于防灾减灾、土木工程设计领域，以及铁路工程、公路工程等的应用领域，特别涉及一种超大规模洪水泥石流防治方法。

背景技术

山洪泥石流灾害是我国山区面临的主要地质灾害类型之一，特别是高海拔地区的超大规模冰川洪水泥石流、冰湖溃决洪水泥石流灾害给公路、铁路、输油管线等重大线性工程带来更加严重的危害。在全球气候变暖的背景条件下，极端气象降雨、高温事件发生的频率不断增加。同时，随着在高海拔地区修建公路、铁路等重大工程越来越多，对重大工程建设和安全运行的标准逐步提升，因此对超大规模洪水和泥石流灾害的防治需求越来越迫切。

常规的泥石流防治方法仅针对于小流域中的大规模泥石流一次总量小于 100×10⁴m³，或泥石流峰值流量小于2000m³/s的情况，且能够起到较好的效果，而针对超大规模泥石流情况下多采用整体搬迁或线路绕避的方式。然而，青藏高原这种高海拔区域常暴发超大规模的冰湖溃决洪水泥石流灾害，以及冰川快速融水而形成的超大规模洪水和泥石流灾害。针对一次总量大于100×10⁴m³，或者峰值流量大于2000m³/s的超大规模洪水和泥石流，常规的防治工程流域方法难以起到有效的防治效果。例如：位于西藏波密县的古乡沟，属于典型的冰川型泥石流沟谷，随着气候的周期性波动及其所引起的冰川进退，导致了泥石流活动的相应变化。由于温度升高导致冰川消融剧烈，1953年9月23日古乡沟暴发了超大规模的冰川泥石流，峰值流量高达28600m³/s，冲出固体物质1100×10⁴ m³，迫使帕隆藏布南移200m左右，并堵江形成堰塞湖，淹没上游大片农田。

因此，在气候变暖的背景下，超大规模洪水泥石流灾害发生的概率越来越高，其具有突发性强、洪峰高、破坏力强的特征，寻求一种适用于流域尺度的超大规模洪水泥石流防治方法和修建于沟道内的关键控制性防治工程的设计方法十分必要，其不仅能够有效的调控流域内超大规模冰湖溃决洪水泥石流、冰川洪水泥石流的级联溃决过程，抑制揭底和堵溃效应，还能够有效的保护下游区域的公路、铁路等重大工程，具有显著的现实意义和工程应用价值。

发明内容

本发明提供了一种超大规模洪水泥石流防治方法，以解决至少一个上述技术问题。

为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种超大规模洪水泥石流防治方法，包括：

步骤1，根据沟道下游保护对象的防护标准，确定流域内防治工程体系规划设计标准、以及关键控制性防治工程的设计防护等级和标准，根据流域内的历史灾害调查情况、测量获取流域地形特征参数，以及依据现场勘查获取的历史灾害洪痕结果或小流域水文计算方法，确定设计标准下的泥石流峰值流量或一次泥石流总量，通过现场勘查获得流域内的物源总量及其分布情况，确定可能参与泥石流活动的物源量；

步骤2，当流域内可能暴发超大规模泥石流时，可在物源区布设人工结构体或人工结构体串，控制物源起动量；若物源起动形成泥石流，那么未起动的人工结构体可控制沟床下切，起动的人工结构体(串)可通过增加泥石流运动过程中的阻力实现耗能来调控流量；

步骤3，若在某一设计标准下流域内暴发的冰川洪水泥石流为大规模时，则采用排导工程、拦挡工程、停淤工程组合的方式进行泥石流防治；