本發明屬于自然災害防治技術領域,具體涉及一種能夠減小泥石流災害程度及影響范圍,并可分離出泥石流產生的泥和水,實現泥石流產物再利用的預防泥石流災害及泥石流產物再利用的方法。
背景技術:
泥石流是暴雨、洪水將含有砂石且松軟的土質山體,經飽和稀釋后形成的洪流;典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物、并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。泥石流常常具有爆發突然、來勢兇猛、迅疾的特點,并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,故其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水更為嚴重,且范圍更廣。泥石流對居民點、公路鐵路等交通設施和水利工程等,都有巨大的危害:泥石流沖入鄉村和城鎮會淹沒人畜,毀壞土地,造成較大的人員和財產損失;泥石流也可埋沒車站、鐵路和公路,沖毀路基、橋梁,導致交通中斷,影響人員的疏導和救災。泥石流沖入水利工程中,會淤積在水庫內、磨蝕水壩表面,甚至沖毀水電站。
現有的泥石流防治措施主要有以下三種:一種是在山區合理種植林木,防止水土流失;第二種是建立排導設施,規范泥石流流過的區域,避免泥石流流經建筑物和主要道路;第三種是在泥石流溝內,修筑各種攔擋壩,減少泥石流對下游建筑的破壞。由于第一種方式種植林木耗資大,見效慢,所以目前多采用后兩種方式來防治泥石流災害。
根據相關專利文獻的檢索,公布號為CN103882829A的“用于預防泥石流災害的氣泡混凝土擋墻及建造維護方法”,采用在斜坡腳下設置攔石墻并在攔石墻的迎坡面澆筑氣泡混凝土的方法來預防泥石流災害。公布號為CN104294843A的“預防山體滑坡泥石流災害拱形擋土墻”,采用設置在山體巖石層上的柱樁坑中的柱樁為骨架,利用山石砌成拱形擋土墻,并在拱背設置導水層的方法來預防泥石流災害。而公布號為CN105926544A的“一種經濟型泥石流攔擋壩結構及其施工方法”,采用攔擋壩內部的混凝土砌塊石、外部的壩體混凝土和頂部的溢流堰,以及品字形布置于壩體上的排泄孔來攔擋泥石流。前兩種方法中的泥石流攔擋壩體,在遇到較大的泥石流災害時無法產生泄洪的效果,極易發生壩體的損壞。上述方法也沒有提及針對泥石流中夾雜的較大石塊的預防措施,無法減少泥石流中較大石塊對壩體的沖擊。同時,現有的技術中均沒有提到泥漿、洪水的再利用理念,也沒有洪水和泥漿分離處理方法等的具體描述和提示。故有必要對現有的泥石流災害防治方法予以改進。
技術實現要素:
本發明就是針對上述問題,提供一種能夠減小泥石流災害程度及影響范圍,并可分離出泥石流產生的泥和水,實現泥石流產物再利用的預防泥石流災害及泥石流產物再利用的方法。
本發明所采用的技術方案是:該預防泥石流災害的方法包括如下步驟:
步驟一、在位于山腰的緩坡處建造攔石樁;攔石樁位于山腰的緩坡處,且與水平面成90度、等間距均勻排布;布置的攔石樁能夠有效地減少泥石流中較大石塊的數量和質量,從而減小泥石流對山腳下部的沖擊;
步驟二、在攔石樁的下方建造引水溝;攔石樁的下方挖掘1~2道引水溝,并且引水溝朝向遠離壩體的方向傾斜,以引導部分泥石流的流向,對上部泥石流中洪水進行分流;從而防止大量泥石流沿山坡流下,對壩體產生強烈沖擊;
步驟三、在位于山腳下的位置處建造擋泥壩;
步驟四、在位于山腳下的擋泥壩的下方,建造擋水壩;
步驟五、在擋泥壩的上部并排建造多個洪水排泄溝;洪水排泄溝可將擋泥壩內的泥石流上部、含水較多的部分,釋放到下方的擋水壩中,同時將密度較高的泥沙留在擋泥壩中,增強泥水分離效果。
所述步驟一,在位于山腰的緩坡處建造的攔石樁,可建造2~3行,行距為2米;攔石樁的材料為鋼筋混凝土。
所述步驟二,在攔石樁的下方建造的引水溝的橫截面為倒梯形結構,并使用混凝土進行加固。
所述步驟三,在位于山腳下的位置處建造的擋泥壩面向擋水壩的一側,與水平面的夾角在55°~65°之間。
所述步驟四,在擋泥壩下方建造的擋水壩背向擋泥壩的一側,與水平面的夾角在70°~80°之間。
上述預防泥石流災害方法所得到的泥石流產物再利用的方法:當泥石流退去之后,攔石樁阻擋住的較大石塊可以運走當做建筑材料;山上沖下的含有大量腐殖質的泥土在擋泥壩中沉積下來,可用來種植農作物或者花卉;擋泥壩與擋水壩之間貯存的水,可以在遇到旱情時,用于對農田的灌溉。以對泥石流產物進行充分利用,達到有效利用資源的目的。
本發明的有益效果:該預防泥石流災害及泥石流產物再利用的方法中布置的攔石樁,能夠有效地減少泥石流中較大石塊的數目和質量,減少泥石流對擋泥壩的沖擊,增加擋泥壩的使用壽命。攔石樁下方布置的引水溝,則可以引導擋泥壩與擋水壩上方的泥石流中洪水的流向。擋泥壩的上部并排建造的多個洪水排泄溝,可將擋泥壩內的泥石流上部、含水較多的部分,釋放到下方的擋水壩中,同時將密度較高的泥沙留在擋泥壩中,增強泥水分離效果。擋泥壩中的泥漿,在泥石流過后可收集和利用,擋泥壩與擋水壩之間貯存的水,可以在遇到旱情時,用于對農田灌溉;充分利用資源。
附圖說明
圖1是本發明中所使用的主要設施的一種結構示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1的正視圖。
圖4是圖1沿泥石流流動方向的剖視圖。
圖5是圖1中的擋泥壩的一種結構示意圖。
圖中序號說明:1攔石樁、2引水溝、3擋泥壩、4擋水壩、5山體、6洪水排泄溝。
具體實施方式
該預防泥石流災害及泥石流產物再利用的方法,用于防止泥石流所造成的災害、并對泥石流產物進行再利用。該方法用到的主要設施包括攔石樁1,引水溝2,擋泥壩3和擋水壩4,其中,攔石樁1處于山坡的緩坡處,攔石樁1下方挖掘引水溝2,擋泥壩3和擋水壩4位于山腳下,擋泥壩3位于擋水壩4的上方。
根據圖1~5詳細說明本發明的具體步驟:
步驟一、在位于山腰的緩坡處建造攔石樁1。攔石樁1位于山腰的緩坡處,與水平面成90度、且等間距均勻排布,共建造2~3行,行距為2米。布置的攔石樁1能夠有效地減少泥石流中較大石塊的數量和質量,從而減小泥石流對山腳下部的沖擊;根據具體使用需要攔石樁1的材料為鋼筋混凝土。
步驟二、在攔石樁1的下方建造引水溝2。攔石樁1的下方挖掘1~2道引水溝2,引水溝2的橫截面為倒梯形結構,且引水溝2朝向遠離壩體的方向傾斜,使用混凝土進行加固;可以將泥石流中的大量水分引走,減緩泥石流流速,減少泥石流對引水溝2下方山體的沖蝕,防止大量泥石流沿山坡流下,對壩體產生強烈沖擊,從而防止災害的進一步惡化。
步驟三、在位于山腳下的位置處建造擋泥壩3;擋泥壩3面向擋水壩4的一側,與水平面間的夾角在55°~65°之間;根據具體應用需要,可以為60°。
步驟四、在位于山腳下的擋泥壩3的下方,建造擋水壩4;擋水壩4背向擋泥壩3的一側,與水平面間的夾角在70°~80°之間;根據具體應用需要,可以為75°。
步驟五、在擋泥壩3的上部并排建造多個洪水排泄溝6。洪水排泄溝6可使落入擋泥壩3內的泥石流上部、含水較多的部分,流入到擋泥壩3下方的擋水壩4中;而將密度較大的泥流阻擋在擋泥壩3內,增強泥石流的泥、水分離效果。
當泥石流退去之后,攔石樁1阻擋住的較大石塊可以運走當做建筑材料;山上沖下來的、含有大量腐殖質的泥土,則在擋泥壩3中沉積下來;擋泥壩3中積存的泥土,經過收集后,可用來種植農作物或者花卉。擋泥壩3與擋水壩4之間貯存的水,則可以在遇到旱情時,用于對農田的灌溉。從而達到對泥石流產物進行充分利用的目的。