一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法技术

本发明专利技术涉及堵江滑坡的处置领域，具体涉及一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法。包括以下步骤：(1)根据历史水文资料或者实测资料确定潜在的滑坡发生后入库流量Q

【技术实现步骤摘要】
一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法
本专利技术涉及堵江滑坡的处置领域，具体涉及一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法。
技术介绍
滑坡堵江事件是指山区沿江两岸的大型斜坡体或高边坡，在地震、暴雨等灾害荷载下发生破坏失稳，滑坡体以一定的速度或高速向河谷方向运动，在运动过程中由于各种阻力使动力不断减小，最后终止于河床中某一位置或到达对岸经山体碰撞而破碎解体，造成堵江并形成堰塞坝。这里的滑坡是指广义滑坡，包括各种类型的滑坡、崩塌及泥石流。我国是一个滑坡堵江事件频繁发生的国家，堵江滑坡一般比非堵江滑坡造成的灾害损失更为严重，主要原因有：(1)类似于非堵江滑坡，堵江滑坡可能会造成直接灾害损失，如造成滑坡体上部、下部甚至对岸的生命与财产损失；(2)不同于非堵江滑坡，堵江滑坡还可能引发链生灾害损失，如滑坡形成的堰塞坝会抬升水位而造成上游淹没损失，堰塞坝自然或人为溃决可能会造成下游的洪水损失。目前，对于堵江滑坡的研究主要集中在：堵江滑坡的形成机制、堰塞坝溃坝分析及其处置技术、灾害链各个环节及全过程的风险分析等，而对潜在堵江滑坡的预处置研究鲜有报道。实际工程中，一般采用非堵江滑坡的处置方法来处置潜在堵江滑坡，如对滑坡进行加固，对滑坡体上部、下部和潜在的直接危险区中的人员进行搬离等手段。实际上，不少堵江滑坡位于高山峡谷之中，加固处理施工非常困难或者经济代价太高。此外，如前述堵江滑坡最大的危害往往不是其引发的直接灾害，而且其次生的淹没和洪水灾害。因此，很有必对潜在的堵江滑坡提出应急处置方法。
技术实现思路
>本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据历史水文资料或者实测资料确定潜在的滑坡发生后入库流量Q入；(2)根据工程实际设计导流管路线与位置；(3)估计滑坡形成的堰塞坝长度及位置，确定预设导流管长度，保证导流管的进出口在堰塞坝范围以外10m；(4)根据入库流量Q入和导流管的导流能力确定导流管的数量和直径；导流管的导流能力由下式确定：Q为单根导流管导流流量，l为预设导流管长度，d为管道内径，ζ为局部水头损失系数，A为管道断面面积，H为不包括行近流速水头的作用水头，g为重力加速度，n为管道的糙率；(5)在堵江滑坡下滑前，预先在河道水下布设导流管。作为一种改进，还包括步骤(6)在导流管外部设置保护罩，以避免滑坡岩土体对导流管的破坏。作为一种改进，保护罩为钢筋混凝土保护罩。专利技术原理描述本专利技术中，使用预设导流管的方法处置堵江滑坡，以避免堵江滑坡终止于河床中某一位置或到达对岸经山体碰撞而破碎解体，造成堵江并形成堰塞坝。从而导致引发链生灾害损失，如滑坡形成的堰塞坝会抬升水位而造成上游淹没损失，堰塞坝自然或人为溃决可能会造成下游的洪水损失。导流管的过水能力的确定是应急处置方案的关键。一旦滑坡堵江形成堰塞坝后，堰塞坝下游河床会断流，因此，导流管流量计算时可考虑为管道自由流；由于堰塞坝上游有来水，该流量计算是变水头问题，而实际上天然河道库容很大，水位变化比较缓慢，故可通过逐步迭代将变水头问题转换成恒水头问题。因此导流管过水能力计算可采用恒定水头管道自由流计算公式，具体表达式如下：其中，Q为单根导流管导流流量，λ为沿程水头损失系数，l为预设导流管长度，d为管道内径，ζ为局部水头损失系数，A为管道断面面积，H0为包括行近流速水头的作用水头，g为重力加速度。由于行近流速较小，故行近流速水头可忽略，因此式(1)可进一步简化为：其中，H为不包括行近流速水头的作用水头(如图1所示)通过估计现场或查阅历史水文资料可得到。λ可由谢才系数的定义和曼宁公式联合求解得到：其中n为管道的糙率，可通过查各种管道的糙率表得到；R为管道过水断面的水力半径，对于圆管，R可由下式确定：将式(3)和(4)代入式(2)得ζ可通过查局部水头损失系数表得到。根据上游来水量(入库流量)和现场安装情况，利用公式(5)可确定导流管的数量和直径。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：理论上，只要选择合适的管道长度、直径和数量，本文提出的河道预设导流管处置方法能够显著地减少堰塞坝溃决前的上游淹没灾害和堰塞坝溃决后的下游洪水灾害，甚至可以避免淹没和洪水灾害的发生。简单易行，便于实际工程使用。附图说明图1为预设导流管处置方案示意图(顺河流方向上剖面)。图2为白格堰塞坝坝前实测水位-时间曲线。图3为白格堰塞湖库容-水位曲线。图4为白格堰塞湖入库流量-时间曲线。图5为不同工况下的水位-时间曲线(注：各个图中[a亿m3，b％，cm]中，a代表2018年11月3日17:40～2018年11月13日14:00导流管共减少了堰塞湖库水量，b代计算时间段内导流管减少的库水量与上游来水量的百分比，c代表计算时间段内最高库水位值)。附图标记：1-堰塞坝；2-保护罩；3-导流管。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的详细说明。以下的具体实施步骤可以使本专业领域的技术人员更全面的了解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。1、根据历史水文资料或者实测资料确定潜在的滑坡发生后入库流量Q入。2、根据工程实际设计导流管3路线与位置，计算进口、出口与局部水头损失系数。3、实测导流管3进口段和出口段的高程，计算该段河道的平均坡降，河道平均坡降记为J。4、估计滑坡可能形成的堰塞坝1长度及位置，计算预设导流管3长度。综合考虑过流能力和实际运输与吊装难度，设计导流管3直径。综合考虑过水能力，制作、运输与安装经济成本，和避免过大振动问题等方面，建议尽可能缩短导流管3的长度，增大导流管3的直径。由式(5)确定导流管3的数量和直径。5、在堵江滑坡下滑前，预先在河道水下布设导流管3；6、导流管3外部设置保护罩2以避免滑坡岩土体对导流管3的破坏，保护罩2采用钢筋混凝土结构。具体实施例子：白格滑坡位于西藏自治区江达县波罗乡白格村，其后缘顶点地理坐标为东经98°42′17.98″，北纬31°4′56.41″。2018年白格滑坡山体先后发生两次滑坡。2018年10月10日22：06，白格村山体发生滑坡(后文简称“10·10滑坡”)，堵塞了金沙江上游干流河段，形成堰塞湖。2018年10月13日凌晨0时45分左右，滑坡坝漫顶溢流后自然泄洪，逐渐冲刷形成泄流槽。11月3日17：40，白格滑坡后缘再次滑坡(后文简称“11·03滑坡”)，堵塞了泄流槽，形成了规模更大的堰塞湖。11月8日晚，相关各方开始在原泄流槽部位人工开挖泄流槽，11月12日10：50，人工开挖泄流槽开始过流。目前，滑坡后缘的三个裂缝区仍然存在，其危险并未完全消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据历史水文资料或者实测资料确定潜在的滑坡发生后入库流量Q

【技术特征摘要】
1.一种堵江滑坡的河道预设导流管应急处置方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据历史水文资料或者实测资料确定潜在的滑坡发生后入库流量Q入；
(2)根据工程实际设计导流管路线与位置；
(3)估计滑坡形成的堰塞坝长度及位置，确定预设导流管长度，保证导流管的进出口在堰塞坝范围以外10m；
(4)根据入库流量Q入和导流管的导流能力确定导流管的数量和直径；
导流管的导流能力由下式确定：



Q为单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊，邓建辉，姜清辉，王炯超，吕庆，郭吉超，孙红月，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33