泥石流排导槽消能体流速调控机理及应用研究

With global warming, frequent seismic activity and western economic development, natural ecological environment is deteriorating, resulting in debris flow and landslide and collapse occur frequently, causing serious threat to the downstream channel of roads and bridges, houses, factories and other infrastructure. Therefore, this research takes the structure optimization of debris flow prevention and control engineering as the object, and studies the velocity regulation and energy dissipation mechanism of the energy dissipation structure in the debris flow drainage channel. In this study, the erosion of the drainage channel in large slope debris flow drainage channel is serious, and the corresponding engineering measures should be put forward in order to reduce the flow velocity. By field survey and model test and theoretical analysis as the research method. Taking hydraulics, fluid mechanics and river dynamics research as the theory to study the mechanism of flow velocity regulation of multi-group and multi-row energy dissipative structure for different kinds of debris flows. The influence of various factors, such as structure shape, row spacing, debris flow density and slope, on the regulation of flow velocity and the sorting of solid materials were revealed. Finally, the design method of the drainage channel is established, which can provide theoretical basis and technical support for the design of debris flow drainage channel with energy dissipation structure.

随着全球气候变暖、地震活动频发以及西部经济开发的不断深入，山区自然生态环境不断恶化，导致泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害频发，对沟道下游道路、桥梁、房屋、工厂等基础设施造成严重的威胁。为此，本研究以泥石流防治工程结构优化为对象，深入研究泥石流排导槽中消能体的流速调控规律及消能机理。本研究以坡面泥石流排导工程中大比降排导槽冲刷磨蚀严重，须以降低流速为切入点，提出相应的工程措施，并以此展开相关研究。以野外考察、模型试验及理论分析为研究手段，利用水力学、流体力学、河流动力学等理论研究多组、多排消能体对不同性质泥石流的流速调控机理，揭示消能体体型、排间距、泥石流容重及排导纵坡等各因素对泥石流流速调控规律及固体物质冲淤变化形态的影响。建立大比降泥石流排导槽消能体的设计方法，为泥石流多发地区坡面泥石流排导工程设计提供理论依据和技术支持。

泥石流地质灾害是我国山区的主要地质灾害类型之一，通常会给道路、桥梁、房屋等基础设施造成严重的威胁。工程措施是减轻泥石流灾害的主要技术手段，本研究以泥石流防治工程结构优化为研究对象，深入研究泥石流排导槽中消能体的流速调控规律及消能机理。项目研究内容主要包括以下三个方面：（1）泥石流在布置消能体排导槽内的运动形态及固体物质冲淤特征研究；（2）消能体流速调控机理研究；（3）大比降泥石流排导槽多组、多排减速消能体设计方法研究。.通过对该项目的深入研究取得了一些重要成果，并发表于国际期刊及国内核心期刊上。其中关于泥石流运动形态及固体物质冲淤特征研究是将蒋家沟泥石流观测资料与水槽试验结果相结合。研究了天然泥石流固体物质的堆积层理结构，研究成果发表于landslides期刊上。该研究得到了天然泥石流密度增大和减小阶段泥石流流量和密度之间峰值滞后关系及两者之间数值上的相关关系，并通过试验研究了泥石流密度、坡度变化对泥石流固体颗粒分选作用的影响，研究结果有助于揭示泥石流的运动规律及堆积层理特征。另一方面研究关于消能体的流速调控机理及其设计方法，该研究成果发表于Bulletin of Engineering Geology and the Environment期刊上。通过对多组、多排消能体作用下不同性质泥石流的流速调控机理的研究，揭示了消能体体型、排间距、泥石流容重及排导纵坡等各因素对泥石流流速调控规律的影响，并在此基础上建立了大比降泥石流排导槽消能体的设计方法。该研究成果可为泥石流多发地区坡面泥石流排导工程设计提供理论依据和技术支持。