專利名稱：一種溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法
技術領域：
本發明涉及一種泥石流防治技術方法，尤其涉及一種避免溝谷型泥石流的形成與發展的溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法。
背景技術：
泥石流是水夾帶大量泥砂、石塊等固體物質的特殊洪流，它暴發突然，來勢兇猛， 具有強大的破壞力，常常造成生命財產重大的損失。泥石流形成的基本條件可歸結為充沛的水源，豐富的松散固體物質，有利的流域形態和溝床縱坡。這些泥石流成因要素中，水動力條件是變化的環境因素，松散固體物質和流域條件是相對固定的因素。泥石流形成過程中，會因攜帶的泥石而使洪流具有強大的沖刷能力，侵蝕溝道卷入更多的泥石，使泥石流的規模逐漸發展壯大。泥石流包括形成區、流通區和堆積區，防治的工程一般應在泥石流的形成區和流通區內。如果能夠控制泥石流的形成區和流通區的水動力條件，就能有效防止泥石流災害的發生。目前泥石流治理工程主要有截水工程、攔蓄工程、排導工程、護坡工程等，以控制泥石流的發生和造成危害。利用截水等工程控制地表洪水徑流，削減水動力條件，需要有利的地形條件，主要適用于大型泥石流溝的治理。攔蓄泥石流固體物質是減少泥石流危害的有效措施，修建谷坊、攔擋壩，蓄泥石流的塘、庫或洼地，使松散固體物質不參與泥石流運動，也可以在防護區的范圍以外，利用洼地、溝壑、荒灘、湖沼或修建圍提，以足夠大的容積將泥石流引入屯蓄起來，使之不產生危害。目前的攔蓄工程存在的主要問題是工程量大和使用的限制條件多。排導工程是利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。 由于泥石流的侵入能力強、固體物質豐富，排導槽抗沖刷和抗淤積能力要求很高。除工程措施外，通過種植喬、灌木、草叢等植物，充分發揮其滯留降水、保持水土、調節徑流等功能，從而達到預防和制止泥石流發生或減小其規模，減輕其危害程度的目的。生物措施的特點是投資省、能改善自然環境，但發揮效用的時間長，不能及時防治泥石流災害發生。

發明內容
本發明的目的在于針對泥石流的固液兩相流體物性特征，提供一種溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，該方法通過實施泥石流固液兩相分離控制泥石流形成發展。本發明的目標是通過以下技術方案來實現的一種溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，該方法包括以下步驟
(1)調查分析泥石流溝的水文地質與工程地質條件，確定泥石流的形成區、流通區與堆積區；分析確定分流排洪的有利地貌條件，確定不產生泥石流的允許溝谷流量A ；
(2)統計泥石流溝流域面積，依據氣象資料確定泥石流溝的洪峰流量％，根據分流流量 Qf= Q2-Q1確定透水管總面積，再根據透水管的直徑得到透水管的數量，透水管直徑一般可取8(T200mm，透水管的長度一般取3、m，透水管的側壁透水孔直徑小于5mm，防止過大的石塊進入管內；(3)根據潛在泥石流溝的規模和溝谷的形態特征，在泥石流形成區或流通區內鋪設透水管，可將透水管固定在谷底也可將其固定在溝谷的兩側，也可采用直立的樁管布置方式； 采用直立的樁管布置方式時，透水管的長度不宜超過an ；
(4)在透水管的下游端連接虹吸排水管；可采用一根透水管接一根虹吸管的形式，也可采用多根透水管接入一根虹吸排水管的形式；虹吸管的頂點高程，可取溝內長年平均水位以上10(T200mm，以保障溝谷的正常水文條件，保護生態環境，并確保不產生過大的洪峰流量產生泥石流；
(5)溝谷洪峰水流的控制過程當發生強降雨引起泥石流形成區和泥石流流通區的溝谷水位上升時，入滲到透水管內的水頭高度超過下接虹吸管的最高點，虹吸排水過程發生， 溝谷中的水源源不斷進入透水管后經虹吸管排泄到下游，從而達到減小透水管與虹吸管出水口之間溝段的洪峰流量，減小溝道的沖刷，并使上游搬運的沙石在溝道內沉積，防止泥石流形成。本發明的有益效果是本發明可實現泥石流形成和流通過程的有效控制，解決不同規模泥石流溝的治理問題；利用透水管實現土石與水的分離，施工簡便；虹吸排水將重力流轉變為滿管流，提高排水效率；虹吸產生的抽吸作用能防止管道淤積，有效提高排水工程使用的耐久性；虹吸式排水管無須坡度控制，安裝方便；不涉及大規模的土石方工程和構筑物建設，工程造價低，對環境影響小。


圖1是本發明溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法的實施工作示意圖。圖中泥石流形成區1、泥石流流通區2、泥石流堆積區3、透水管4、虹吸排水管5。
具體實施例方式本發明的原理是針對泥石流的固液兩相流體物性特征，在泥石流的形成區或流通區溝谷內布設透水管，進行水石分離，在透水管下游端接虹吸排水管，把泥石流溝內分離出的洪水排泄到下游安全溝道內，達到減小泥石流溝的水動力條件，防止泥石流災害發生。本發明溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，具體實施包括以下步驟
(1)調查分析泥石流溝的水文地質與工程地質條件，確定泥石流的形成區1、流通區2 與堆積區3。分析確定分流排洪的有利地貌條件，確定不產生泥石流的允許溝谷流量兌。(2)統計泥石流溝流域面積，依據氣象資料確定泥石流溝的洪峰流量仏，根據分流流量Qf= ( - 確定透水管總面積，再根據透水管的直徑得到透水管的數量，透水管直徑一般可取8(T200mm，透水管的長度一般取3、m，透水管的側壁透水孔直徑小于5mm，防止過大的石塊進入管內。(3)根據潛在泥石流溝的規模和溝谷的形態特征，在泥石流形成區或流通區內鋪設透水管，可將透水管固定在谷底也可將其固定在溝谷的兩側，也可采用直立的樁管布置方式。采用直立的樁管布置方式時，透水管的長度不宜超過an。(4)在透水管4的下游端連接虹吸排水管5。可采用一根透水管接一根虹吸管的形式，也可采用多根透水管接入一根虹吸排水管的形式。虹吸管的頂點高程，可取溝內長年平均水位以上10(T200mm，以保障溝谷的正常水文條件，保護生態環境，并確保不產生過大的洪峰流量產生泥石流。 (5)溝谷洪峰水流的控制過程。當發生強降雨引起泥石流形成區1和泥石流流通區2的溝谷水位上升時，入滲到透水管4內的水頭高度超過下接虹吸管5的最高點，虹吸排水過程發生，溝谷中的水源源不斷進入透水管后經虹吸管排泄到下游，從而達到減小透水管4與虹吸管5出水口之間溝段的洪峰流量，減小溝道的沖刷，并使上游搬運的沙石在溝道內沉積，防止泥石流形成。
權利要求
1. 一種溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)調查分析泥石流溝的水文地質與工程地質條件，確定泥石流的形成區、流通區與堆積區；分析確定分流排洪的有利地貌條件，確定不產生泥石流的允許溝谷流量A ；(2)統計泥石流溝流域面積，依據氣象資料確定泥石流溝的洪峰流量％，根據分流流量 Qf= Q2-Q1確定透水管總面積，再根據透水管的直徑得到透水管的數量，透水管直徑一般可取8(T200mm，透水管的長度一般取3、m，透水管的側壁透水孔直徑小于5mm，防止過大的石塊進入管內；(3)根據潛在泥石流溝的規模和溝谷的形態特征，在泥石流形成區或流通區內鋪設透水管，可將透水管固定在谷底也可將其固定在溝谷的兩側，也可采用直立的樁管布置方式； 采用直立的樁管布置方式時，透水管的長度不宜超過an ；(4)在透水管的下游端連接虹吸排水管；可采用一根透水管接一根虹吸管的形式，也可采用多根透水管接入一根虹吸排水管的形式；虹吸管的頂點高程，可取溝內長年平均水位以上10(T200mm，以保障溝谷的正常水文條件，保護生態環境，并確保不產生過大的洪峰流量產生泥石流；(5)溝谷洪峰水流的控制過程當發生強降雨引起泥石流形成區和泥石流流通區的溝谷水位上升時，入滲到透水管內的水頭高度超過下接虹吸管的最高點，虹吸排水過程發生， 溝谷中的水源源不斷進入透水管后經虹吸管排泄到下游，從而達到減小透水管與虹吸管出水口之間溝段的洪峰流量，減小溝道的沖刷，并使上游搬運的沙石在溝道內沉積，防止泥石流形成。
全文摘要
本發明公開了一種溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，在泥石流形成區或流通區的溝谷中布置一系列透水管，并在其下游端連接虹吸排水管，當降雨形成洪流的水面高程達到虹吸高程時，通過虹吸排水管把入滲到透水管內的水排泄到下游的安全溝道中，以降低溝道的水動力強度；應用本發明的溝內水石分離虹吸排水防治泥石流方法，可實現泥石流形成和流通過程的有效控制，解決不同規模泥石流溝的治理問題，防治工程施工簡便、適應性強；虹吸排水將重力流轉變為滿管流，提高排水效率，虹吸產生的抽吸作用能防止管道淤積，高水位時分流排水對溝谷水文環境影響小。
文檔編號E02B3/02GK102535384SQ201210039280
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者于洋, 孫紅月, 尚岳全, 支墨墨, 朱漢華, 蔡岳良 申請人:浙江大學