[发明专利]一种天然沟道不规则断面的泥石流流速场的分析方法及装置

摘要

本发明提供了一种天然沟道不规则断面的泥石流流速场的分析方法及装置，通过采用网格化思想，对天然沟道不规则断面进行了网格化分割，可在泥石流流速计算中考虑流速在沟道截面方向与泥深方向上的不均匀分布特征，能够通过切实可行的方法获得流速场模型。同时，以泥石流防治规范中建议的雨洪法计算的流量为标准对结果进行检核，可以克服流速计算时糙率系数选择的主观性和不确定性问题。计算结果相比传统以矩形或者规则几何形状简化的沟道断面，精度更高，结果更为准确。

主权项

1.一种天然沟道不规则断面的泥石流流速场的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：沟道分段；将待计算流速的沟床横断面进行水平等距Δx划分为n段，并获取每段沟床表面的高程为Z_i，单位m，其中，i表示沟床横断面分段标号，i＝1,2,…,n；步骤2：试算各段沟床横断面上的泥石流平均流速；依据泥石流沟床阻塞程度，选取糙率系数n_c，结合各段沟床横断面上的泥深h1_i计算各段沟床横断面上的泥石流平均流速v_i；步骤3：试算各网格单元的泥石流流速，并将各网格单元的流速形成泥石流流速场；将沟床横断面在泥深方向上进行垂直等距Δy划分为m层，获得天然沟道不规则断面的n×m个网格单元，各网格单元内的泥石流流速为v_i,j；其中，在泥深方向上各层的深度h2_j是以泥石流泥面为起始平面，j表示各层标号，j＝1,2,…,m；步骤4：判断当前泥石流流速场计算结果是否符合精准性要求；以步骤3获得的各网格单元的泥石流流速计算对应天然沟道不规则断面的泥石流流量Q，若Q与Q′相近，则当前泥石流流速场计算结果符合精准性要求，否则，重新选取糙率系数n_c，返回步骤2，重新计算；其中，Q′表示采用雨洪法计算的对应天然沟道不规则断面的泥石流流量；Q_i,j表示网格单元中的泥石流流量，Q_i,j＝ΔxΔyv_i,j。