基于堰流理论的泥石流堵河模型研究.pdf

《基于堰流理论的泥石流堵河模型研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第2l卷第6期自然灾害学报Vo1．21No．62012年l2月JOURNALOFNATURALDISASTERSDec．2012文章编号：1004—4574(2012)06—0131—05基于堰流理论的泥石流堵河模型研究陈春光，姚令侃，杨庆华，刘翠容(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：大规模泥石流进入主河道时，常发生堵河现象。通过分析已有的研究成果，可将泥石流堵河类型简化为3种情况，完全堵河模型、局部堵河模型和潜坝式堵河模型；从溃坝波流理论对溃坝与堰流模型相似度的分析，进而提出了用于研究泥石流堵河规律的“拟似恒定堰流模型”，并建立了局部堵河和泥石流潜坝式堵

2、河的数学方程，数值计算可得到泥石流坝前水深及坝口流速的变化规律；为验证模型的合理性，进行了室内模型实验，测定了泥石流在交汇区的堆积形态和堆积量、泥石流交汇口上游水深动态变化。实验结果表明，计算结果与实测水深曲线整体吻合度较好，理论模型对泥石流交汇初期的冲击波流考虑得还不够，但从泥石流堆积形态和堆积总量来看，假设模型是合理的。关键词：泥石流；堵河；堰流；溃坝中图分类号：P642．23文献标志码：AStudyofriver-blockingduetodebrisflowbasedonweirflowtheoryCHENChunguang，YAOLingkan，YANGQinghu

3、a，LIUCuirong(SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Whendebrisflow，whichcontainslargequantitiesofstone，sandandclayparticles，entersintothema—instream，theriverisfrequentlyblocked．Accordingtotheresultsofexistingresearch，river-blockingtypesduetodebrisf

4、lowcanbebrieflysummarizedintothreecases，completelyblockingmodel，partialblockingmodel，andsubmergeddammode1．Basedontheoryofdambreakwaveflow，analysisresultsindicatedthattheoverflowofdambreakingandweirflowaresimilaronthewhole．Apseudosteadyweirflowmodeltostudyriver—blockingwaspro—posedintern，and

5、themathematicalequationsfordescribingthepartialblockingandmudslidessubmergeddamwereestablished．andbynumericalcalculationitcanbeavailablethechangeofwaterdepthinfrontofthedamandoverflowvelocitywithtime．Throughlaboratoryexperiments，themorphologyandvolumeofaccumulationbodyofdebrisflow，andwaterd

6、epthofthemainchannel，wereexamined，theresultsshowthatcalculatingresultisingoodagreementwithmeasuredwaterdepthcurve，andtheassumedmodelisreasonable．Keywords：debrisflow；river-blocking；weirflow；dambreaking对泥石流堵塞主河的研究，国内学者做了一系列的研究，有从试验方法、现场考察，也有从理论分析，建立堵河形态数学模型及堵江临界判断条件等。对泥石流堵河条件考虑较多的研究已涉及到泥石流与主河

7、流量，河床比降，泥石流与主河水流速度，泥石流容重和总量，主河宽度等。根据已有的研究结论_3I6]，泥石流堵江形态因泥石流与主河的不同条件，会形成：(1)完全堵断形成泥石流堵塞坝；(2)局部堵塞；(3)潜坝式堵塞。无论哪种堵河形态，都会引起主河水流要素的改变，如上游水位的增加，流速减小，下游水深突减，流速增加，泥石流堆积体受到主河水流的影响加剧。分析泥石流入汇主收稿日期：2011—12—29；修回日期：2012—02—25基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2011CB409902)作者简介