人工阶梯—深潭对泥石流消能作用研究.pdf

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1、2016年第3期黑龙江水利科技No．3．2016(第44卷)HeilongjiangHydraulicScienceandTechnology(TotMNo．44)文章编号：1007—7596(2016)03—0023—02人工阶梯一深潭对泥石流消能作用研究张猛(黑龙江省桩基础工程公司，哈尔滨150036)摘要：大坡度陡峭山谷中发育的阶梯～深潭是一种泥沙成分丰富的常见地质地貌形态，多存在水资源丰富的地区。国外已经开始对阶梯一深潭进行研究，并且利用其对泥石流进行治理，都取得了比较好的治理效果和经验。阶梯一深潭在国内治理工程和实验也说明其对泥石流巨大的消能作用，对泥石流治

2、理具有比较好的借鉴意义。关键词：阶梯一深潭；泥石流；消能；工程措施；工程设计中图分类号：TV135．2文献标识码：B减巨大水流能量，取得水沙分离、沙石沉积，控制沟O引言床下切效果，避免了泥石流灾害的发生。目前泥石流治理施工方案中多是基于顺理物源1．2阶梯一深潭理论通道、降低充足物源积累上。工程设计整齐划一使阶梯一深潭是河流流经陡峭而狭长山区，由于施工工程达到设计效果，改变了自然力的河床、河岸重力作用与流动方向成90。垂向上不断拍动冲击河状态。由于泥石流是复杂地质体，泥石流治理有一床，在地貌上呈现高度20cm到几米不等阶梯状。定的成功率，同时失败的情况也存在，多次发生泥

3、石阶梯一深潭形成经历粗化层阶段、河床起伏阶段、鹅流治理成功率不高。从根源上讲，泥石流现象是水卵石凸现阶段，在河水的冲刷下，松散堆积体逐渐沉系发展到一定程度而产生的现象。水系的特征和泥降密实，阶梯和深潭相间结构逐渐稳定呈现天然石流的特征具有相似性J。研究泥石流的水系情况状态。能够反映出泥石流的发育情况和活动状态。阶梯消能作用占据主导，深潭90％以上消能效1阶梯一深潭试验果与阶梯的高度有关，深潭消能作用随着流量增加而增加。阶梯阶段的水流运动形态分为跌落水流和1．1国内研究成果滑行水流。其势能转化成动能产生紊动和掺气，在中国是阶梯一深潭发育比较良好河流众多水资深潭处达到最大

4、。水跃后动能转化成紊动能至最源丰沛的国家。山区河床在暴雨作用下岸坡失稳，大，漩涡将其分解为热能。深潭消能阶段为水跃主侵蚀下切，沟坡增大，常常引发泥石流灾害。阶梯一流区、漩涡区、交界区。几何形态和水流条件共同影深潭对河床自发性调整，使急流和缓流交替，能减轻响阶梯一深潭消能率。图1是阶梯一深潭能量转对河床的强烈冲击，对泥石流控制有巨大作用。自化图。2006年开始，清华大学课题组模仿建造阶梯一深潭2人工阶梯一深潭对泥石流进行治理研究，先后开展云南东川市吊嘎河(小江流域支流)人工阶梯一深潭试验，四川省绵2．1自然环境下的阶梯一深潭竹市清平乡文家沟滑坡堆积体泥石流治理试验，甘具

5、有高效消能作用的阶梯一深潭地貌是基于河肃省礼县拦山沟泥石流治理试验，取得了比较显著水作用和河道走势而形成的自然现象。卵石和巨石的野外试验研究成果。研究表明人工阶梯一深潭消组成阶梯，深潭中含有细沙，粗沙、少量砾石，河道垂[收稿日期]2016—02—05[作者简介]张猛(1979一)，男，黑龙江哈尔滨人，工程师。一23—2016年第3期黑龙江水利科技No．3．2016(第44卷)HeilongjiangHydraulicScienceandTechnology(TotMNo．44)向上呈现阶梯状。河流河谷的宽度限制了河水横向整体。调整。3工程施工阶梯一深潭自发性对河床垂直

6、方向上调整，使3．1常见工程措施急流和缓流交替，能减轻对河床的强烈冲击。一块目前泥石流治理思想：通过拦渣坝等泥石流启块巨石构成阶梯框架，粗大泥沙颗粒受到巨石阻隔动过程中重要节点工程，实现对泥石流的控制。有堆积在巨石旁边和巨石共同构成阶梯。只有很大洪侧重引水截水消减水力能量的治水方案；有侧重支水下才能破坏泥沙颗粒堆积状态，不稳定阶梯瓦解护工程、拦砂坝等加固稳定土体的固土方案；有使泥之后，可以在下一级阶梯堆积后形成新的稳定结构。石流顺畅下排的排导措施；有设置停淤场堵停措施；在自然条件下，泥石流输送沙石能力逐渐减弱的过有封山育林的封闭修养措施。施工设计上治理措施程，同阶梯一

7、深潭具有很大相似性。集中在拦排及过境疏导方面，国内有很多用拦挡坝人工阶梯依据地形地貌在泥石流发育的上游进成功实例【4]。行控制。3．2人工阶梯一深潭引入工程设计臂■聃合理利用地形地貌自然资源，因地制宜借鉴阶梯一深潭消能结构，将消能原理和疏导原理结合是国r=2：1nii泥石流治理的有效途径。控制泥石流上游的人工阶I；罱●L兰!I●囊i螺H赫l梯的数量、高度及深潭深度的工程设计要尽可能利■■■●■●■■■■_●■■■■■■_r_：：_-ll：l用地形地貌，采用耐磨、高强度材料建造。其和拦砂坝、挡土墙、桩群等常见拦挡工程措施组合。拦渣坝图1阶梯一深潭能量转