一种复合型泥石流拦挡系统技术方案

一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地之间形成的泥石流流道内，按照泥石流在泥石流流道内的流动方向，拦挡系统包括依次设置的截留减速区、对冲消能区和拦截坝，截留减速区对流经的泥石流进行减速截留，对冲消能区对泥石流分流后引导其相互对冲进行消能，拦截坝将泥石流流道截断，用于阻截泥石流。本发明专利技术通过在经常发生泥石流的流道内建立由截留减速区、对冲消能区和拦截坝构成的多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该拦挡系统抗地质灾害能力强，即使出现部分损坏，也不会对防治效果产生大的影响。

A compound debris flow retaining system

【技术实现步骤摘要】
一种复合型泥石流拦挡系统
本专利技术涉及到地质灾害泥石流的防治领域，具体的说是一种复合型泥石流拦挡系统。
技术介绍
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟，是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。这是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。现有技术中，对于泥石流的防治措施，一般是采用两种方式，第一种是在经常发生泥石流的沟谷中建立拦截坝，对泥石流进行分级拦截，从而降低泥石流爆发时的危害；另一种则是对需要重点保护的单位，比如桥梁的桥墩等，在其外部设置保护性的建筑，对其进行保护，防止在泥石流发生时对其造成破坏。对于现有的建立拦截坝的方式防治泥石流，由于拦截坝结构单一，防治效果并不好，在遇到强降雨或者突发的地质灾害时，很容易发生冲毁拦截坝的情况。
技术实现思路
为了解决现有建立拦截坝的方式防治泥石流效果不理想的问题，本专利技术提供了一种复合型泥石流拦挡系统，其核心是通过在经常发生泥石流的流道内建立多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该分流系统抗地质灾害能力强。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地之间形成的泥石流流道内，按照泥石流在泥石流流道内的流动方向，所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区、对冲消能区和拦截坝，其中，所述截留减速区包括若干设置在泥石流流道内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝，且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝将泥石流流道截断，用于阻截泥石流。本专利技术的一种优选实施方式为，所述分流坝包括一半圆锥形的第一坝体，且半圆锥形的尖端朝向泥石流的来向，从而在其两侧形成两股第一分流道；所述对冲引导装置包括分别设置在两股第一分流道流动方向前方的第一弧形引导坝和第二弧形引导坝，其中，第一弧形引导坝和第二弧形引导坝分别倾斜设置在泥石流流道两侧，且第一弧形引导坝和第二弧形引导坝处于泥石流流道边部的一端相对于另一端更靠近泥石流流动方向的上端，从而使冲击在第一弧形引导坝和第二弧形引导坝上的两股泥石流被其引导倾斜向泥石流流道中间汇聚；在第二弧形引导坝靠近泥石流流道中心的一端具有沿流动方向分布的冲击坝，且第一弧形引导坝靠近泥石流流道中心的一端正对该冲击坝长度方向的中部，从而在第一弧形引导坝端部和冲击坝之间形成泥石流的冲击消能通道；所述第二弧形引导坝的背水面、冲击坝的背水面和泥石流流道该侧的高地之间形成第一储流区，第一弧形引导坝的背水面与该侧的高地之间形成第二储流区。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述第一坝体内部为中空结构，且其表面分布有若干透水孔，这些透水孔垂直向下贯通第一坝体，并与第一坝体内的中空腔形成水流通道；在第一坝体与锥形尖端相对的尾端具有拱形稳定部，拱形稳定部内设置有若干根支撑柱，且这些支撑柱之间具有间隙，从而形成对水流通道过滤的格栅形结构。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述第一坝体的尾部两侧对称设置有两组导流截留坝，每一组导流截留坝包括呈钝角分布的迎水坝和导流坝，且迎水坝和导流坝之间形成朝向泥石流流道两侧的夹角区，其中，导流坝与第一坝体尾部的侧壁平行，两者之间形成导流通道，迎水坝的外侧朝向泥石流的流动方向，其前端与泥石流流道的边部具有间隙，从而使迎水坝的迎水面、该侧高地以及夹角区配合形成第三储流区。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述分流坝的前方设置有汇流装置，该汇流装置包括对称设置在泥石流流道两侧的弧形汇流坝，两个弧形汇流坝之间形成双曲线型的汇流通道，且该汇流通道按照泥石流的流动方向依次分为上游汇流区、中部狭窄区和下游分流区，其中，上游汇流区的两侧设置有对称设置有分流挡板，分流挡板的一端与弧形汇流坝的上游端连接，另一端向下游方向倾斜，并延伸至泥石流流道的边部；所述下游分流区的两侧对称设置有挡流坝，挡流坝的一侧与弧形汇流坝的下游端连接，另一端呈弧形向上游方向延伸，并与两侧高地连接，从而与分流挡板、弧形汇流坝和高地围成停淤区，在挡流坝的坝顶上分布有若干第一挡流柱，且第一挡流柱之间具有间隙。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述弧形汇流坝为双层结构，包括弧形的外坝体和内坝体，且在两者的端部分别采用上游端坝和下游端坝封闭，从而形成顶部开口的弧形容腔，在弧形容腔内填充大小不一的石块，且这些石块由水泥混凝土固定在弧形容腔内。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述截留减速区的凸起物为若干组截留减速装置，每组截流减速装置包括呈等边三角形分布的三个截留单元，且三个截留单元之间形成“Y”形的减速流道；每个截留单元包括两个对称的弧形混凝土柱，弧形混凝土柱具有直线侧壁和弧形侧壁，两个弧形混凝土柱的直线侧壁相对设置，并形成第二分流道，且第二分流道的宽度沿泥石流的流动方向逐渐增大；在两块弧形混凝土柱的后方对称设置有两条挡流板，这两条挡流板之间形成正对第二分流道的泄流口，泄流口内设置若干呈格栅状分布的第二挡流柱；两条挡流板与泥石流的流动方向倾斜，从而形成钝角夹角区，这两块弧形混凝土柱与两条挡流板之间形成第三分流道。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述拦截坝包括与泥石流流动方向垂直并设置在泥石流流道中部的第二坝体，在第二坝体的两侧具有倾斜向侧后方延伸的延伸坝，延伸坝的外侧延伸至两侧的高地上，且延伸坝的高度，从与第二坝体连接的一侧向与高地连接的一侧逐渐降低，从而形成内高外底的拦截坝。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述第二坝体的底部由一排混凝土柱进行支撑，且混凝土柱之间形成过泥砂石通道，且在第二坝体上分布有若干贯穿其厚度方向的矩形通孔。本专利技术的另一种优选实施方式为，所述第二坝体和延伸坝的顶面上分布有凸起。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术通过在经常发生泥石流的流道内建立由截留减速区、对冲消能区和拦截坝构成的多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该分流系统抗地质灾害能力强，即使出现部分损坏，也不会对防治效果产生大的影响；2）本专利技术中的对冲消能区，通过分流坝将泥石流分成至少两股分流，之后通过两条弧形引导坝引导两股本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地（1）之间形成的泥石流流道（2）内，其特征在于：按照泥石流在泥石流流道（2）内的流动方向（3），所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区（4）、对冲消能区和拦截坝（9），其中，所述截留减速区（4）包括若干设置在泥石流流道（2）内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝（6），且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置（8）的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝（9）将泥石流流道（2）截断，用于阻截泥石流。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地（1）之间形成的泥石流流道（2）内，其特征在于：按照泥石流在泥石流流道（2）内的流动方向（3），所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区（4）、对冲消能区和拦截坝（9），其中，所述截留减速区（4）包括若干设置在泥石流流道（2）内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝（6），且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置（8）的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝（9）将泥石流流道（2）截断，用于阻截泥石流。


2.根据权利要求1所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述分流坝（6）包括一半圆锥形的第一坝体（601），且半圆锥形的尖端朝向泥石流的来向，从而在其两侧形成两股第一分流道（605）；
所述对冲引导装置（8）包括分别设置在两股第一分流道（605）流动方向前方的第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802），其中，第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）分别倾斜设置在泥石流流道（2）两侧，且第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）处于泥石流流道（2）边部的一端相对于另一端更靠近泥石流流动方向（3）的上端，从而使冲击在第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）上的两股泥石流被其引导倾斜向泥石流流道（2）中间汇聚；
在第二弧形引导坝（802）靠近泥石流流道（2）中心的一端具有沿流动方向（3）分布的冲击坝（803），且第一弧形引导坝（801）靠近泥石流流道（2）中心的一端正对该冲击坝（803）长度方向的中部，从而在第一弧形引导坝（801）端部和冲击坝（803）之间形成泥石流的冲击消能通道（804）；
所述第二弧形引导坝（802）的背水面、冲击坝（803）的背水面和泥石流流道（2）该侧的高地（1）之间形成第一储流区（805），第一弧形引导坝（801）的背水面与该侧的高地（1）之间形成第二储流区（806）。


3.根据权利要求2所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第一坝体（601）内部为中空结构，且其表面分布有若干透水孔（602），这些透水孔（602）垂直向下贯通第一坝体（601），并与第一坝体（601）内的中空腔形成水流通道（606）；在第一坝体（601）与锥形尖端相对的尾端具有拱形稳定部（603），拱形稳定部（603）内设置有若干根支撑柱（604），且这些支撑柱（604）之间具有间隙，从而形成对水流通道（606）过滤的格栅形结构。


4.根据权利要求2所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第一坝体（601）的尾部两侧对称设置有两组导流截留坝（7），每一组导流截留坝（7）包括呈钝角分布的迎水坝（701）和导流坝（702），且迎水坝（701）和导流坝（702）之间形成朝向泥石流流道（2）两侧的夹角区（703），其中，导流坝（702）与第一坝体（601）尾部的侧壁平行，两者之间形成导流通道（704），迎水坝（701）的外侧朝向泥石流的流动方向（3），其前端与泥石流流道（2）的边部具有间隙，从而使迎水坝（701）的迎水面、该侧高地（1）以及夹角区（703）配合形成第三储流区（10）。


5.根据权利要求1或2所述的一种复合型泥石流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠福，徐志强，王博，李倩倩，杨成才，李冬冬，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，中国能源建设集团科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41