一种基于水力清除物源的泥石流治理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于水力清除松散物的泥石流治理系统。该系统包括高压水射流子系统、排导设施、拦截过滤设施、回水设施等，其中，高压水射流子系统主要包括清水池、泵站、输水设施、高压水枪等。本实用新型专利技术的原理在于借助高压水射流的能量冲刷构成泥石流物源的坡沟松散堆积物，并在水力作用下将流至泥石流冲沟；通过在泥石流冲沟中设置排导设施，使泥水混合物可顺沟而下输送到沟底，在沟底设置拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截过滤并使泥水分离，将固体拦截和沉淀下来而后再对其进行改造利用或机械运输方式运离，将过滤出来的水经过处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用或直接排掉。本实用新型专利技术实现高效、安全、环保和经济的泥石流治理效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种泥石流治理系统，特别是一种基于水力清除物源的泥石流治理系统。
技术介绍
泥石流是沿自然坡面或压力坡流动的松散土体与水、气的混合物，常发生在山区小流域，是一种包含大量泥沙石块和巨砾的固液气三相流体，呈黏性层流或稀性紊流等运动状态，是一种地域分布广、暴发频繁、毁灭性强、成灾率搞的山区地质灾害。泥石流形成的三大主要条件即物源、水源和沟床比降。物源，即丰富的松散固体物质，是泥石流形成的基础，其性质直接影响泥石流的形成，其数量也直接影响泥石流的类型和频率。水源是泥石流的激发条件，泥石流的水源主要为暴雨、冰川融冰和溃决洪水，其中最主要的水源是降雨，降雨通过前期降雨和激发降雨影响泥石流的形成。沟床比降提供泥石流产生的能量条件，一般而言，泥石流启动的有利坡度在15° — 30°。针对形成条件，泥石流治理主要包括:山坡整治、沟谷整治和堆积区的整治。山坡整治中，对于物源的治理思路一般为加固或清除。松散物的加固措施一般为锚喷支护、格构护坡、砌石护坡、石笼护坡、抛石护坡、护面墙及植被护坡等几类。松散物的清除主要指采用机械开挖的方法将松散物予以清除并运离，主要用于一些规模不大的泥石流治理，或作为加固措施的一种补充。总的来说，现有泥石流治理方法存在以下问题:1、工程体量巨大，人力物力耗费大，工程成本高；2、地形地质条件差，施工困难；3、造成较大环境破坏。
技术实现思路
本技术提供一种基于水力清除松散物的泥石流治理系统。该系统包括高压水射流子系统、排导设施、拦截过滤设施、回水设施等。本技术所涉及的泥石流治理系统的主要原理在于借助高压水射流的能量冲刷构成泥石流物源的坡沟松散堆积物，而后松散物与水混合成泥水混合物，并在水力作用下泥水混合物流至泥石流冲沟；通过在泥石流冲沟中设置排导设施，使泥水混合物可顺沟而下输送到沟底，在沟底设置拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截过滤并使泥水分离，将固体拦截和沉淀下来而后再对其进行改造利用或机械运输方式运离，将过滤出来的水经过处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用或直接排掉。本技术所涉及系统通过高压水射流对构成泥石流物源的松散堆积物进行清除，将其从易引发泥石流的坡沟物源处搬运至沟底，显而易见的是，松散物被搬运至沟底后无论对其改造利用亦或是通过机械运输的方式运离都极为方便，而坡沟没有松散堆积物之后，也不再会发生泥石流，从而实现高效、安全、环保和经济的泥石流治理效果。其中，高压水射流子系统主要包括清水池、泵站、输水设施、高压水枪等。其中，清水池为本技术所涉及的高压水射流子系统提供水源。其中，泵站是指为本技术所涉及的高压水射流子系统所用水进行加压提升。其中，输水设施是指将本技术所涉及的高压水射流子系统所用水输送至预定区域的设施。其中，高压水枪是指本技术所涉及的高压水射流子系统高压水射流发射设施。进一步地，高压水枪应包括下列部件:(1)产生射流及保证射流质量的部件，如喷嘴、稳流器、通过水流的管道等；(2)保证射流作垂直及水平回转运动的部件，如回转接头和操作装置等；(3)保证枪体稳定和固定的基本部件，如底座等。进一步地，根据实际工况的不同，高压水枪的流量、相应的喷嘴以及射流有效射程也会有所不同。其中，排导设施是指松散物在被高压水冲刷并与水混合成为泥水混合物之后，对泥水混合物进行排导以使其输送到设置在沟底处的拦截过滤设施。优选的，排导设施结合地形地势，并通过对现有冲沟或坡面进行改造而成。其中，拦截过滤设施是指设置在沟底处用于拦截顺沟流下的泥水混合物并将其沉淀过滤，从而实现泥水分离。其中，回水设施是指将拦截过滤设施所过滤出的水处理而后输送到清水池重新利用。需要说明的是，所谓的清水池、泵站、输水设施、高压水枪、排导设施、拦截过滤设施以及回水设施，所指代的是提供相应功能的设施，其形式并无严格限制。进一步的，本技术所涉及的基于水力清除物源的泥石流治理系统的实施方法包括以下步骤:一、系统布置。结合所需治理泥石流周边的地理地形地质情况，合理选择水源并合理布置高压水射流子系统，该系统主要包括清水池、泵站、输水设施、高压水枪等，并在泥石流冲沟中设置排导设施进行排导以便泥水混合物可以顺畅流下，在沟底设置拦截过滤设施，而后合理设计松散物清除工作顺序。二、调试高压水射流子系统。开启高压水射流子系统，并根据工作区域实际工况调节水压和流速。三、操作高压水射流子系统进行水力冲刷。操作高压水枪，对准松散物进行水力冲刷，在高压水力作用下，松散物会被冲刷起来并与水混合成泥水混合物，在水力作用下泥水混合物进入泥石流冲沟并顺沟而下流至沟底。四、拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀。泥水混合物顺沟而下流至沟底，并在拦截过滤设施作用下实现泥水分离，分离出的水直接排掉或经处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用，沉淀下的固体根据需要或改造利用或机械运输另行处理。优选的，泥石流松散物源自上而下开始清理，先清理沟顶处松散物，最后清理沟底处松散物。当然，在一些特殊工况中，也会有自下而上的清理顺序。优选的，清水池为高压水射流冲刷系统水源，其相对松散物的高程应尽量高一些，以便提供较高水头；且可为人工构建，也可以为自然现有河流湖泊等。优选的，根据实际工况的不同，高压水枪的流量、相应喷嘴以及射流有效射程等会有所不同。需要说明的是，对泥石流坡沟松散物的清除应为以上步骤的循环进行，直至松散物清除完毕。显而易见的是，本技术所涉及系统通过使用水力清除物源的方法来治理泥石流，较别的泥石流治理方法更为节约人力物力，可操作性更强，且更为便捷有效，更为安全环保。附图图1、本技术示意图。其中，1、清水池，2、泵站，3、输水设施，4、高压水枪，5、泥石流物源，6、排导设施，7、拦截过滤设施，8、回水设施。【具体实施方式】现在将在下文中详细介绍本技术的一种优选实施方式，需要说明的是，本技术并非仅仅限制于这一种实施方式，相反，本技术还涵盖了所涉权利要求范围内的本技术精神和范围内的各种替换方式、改型、等效方式和其他实施方式。根据本技术的优选实施方式，如附图1所示，本技术包括高压水射流子系统、排导设施6、拦截过滤设施7、回水设施8等，其中高压水射流子系统主要由清水池1、泵站2、输水设施3、高压水枪4等部分组成。所涉及的一种优选使用方法可为:一、系统布置。结合所需治理泥石流周边的地理地形地质情况，选择水源并布置高压水射流子系统，该系统主要包括清水池1、泵站2、输水设施3、高压水枪4等，并在泥石流冲沟中设置排导设施6进行排导以便泥水混合物可以顺畅流下，在沟底设置拦截过滤设施7和回水设施8，并把回水设施8与清水池I连接，松散物清除工作顺序设计为先清理沟顶松散物，而后自上而下开始清理，最后清理沟底松散物。二、调试高压水射流子系统。开启高压水射流子系统，并根据工作区域实际工况调节水压和流速。三、操作高压水射流子系统进行水力冲刷。操作高压水枪4，对准松散物5进行水力冲刷，在高压水力作用下，松散物5会被冲刷起来并与水混合成泥水混合物，在水力作用下泥水混合物进入泥石流冲沟，并在排导设施6的疏导下，顺沟而下流至沟底。四、拦截过滤设施7对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀。泥水混合物顺沟而下流至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水力清除松散物的泥石流治理系统，该系统由高压水射流子系统、排导设施、拦截过滤设施和回水设施组成，其特征在于高压水射流子系统由清水池、泵站、输水设施和高压水枪构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢邦稳，刘长武，高云瑞，黄常玲，郭兵兵，刘德峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51