項目三 山洪排導(dǎo)工程PPT課件

1、山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性1 1、山洪的定義：山洪是指山丘區(qū)小流域由降水引起的突、山洪的定義：山洪是指山丘區(qū)小流域由降水引起的突發(fā)性，暴漲暴落的地表徑流。發(fā)性，暴漲暴落的地表徑流。特點：流速大，沖刷力大，破壞力大，含有大量泥沙，暴特點：流速大，沖刷力大，破壞力大，含有大量泥沙，暴漲暴落，歷時短暫漲暴落，歷時短暫。一、山洪及泥石流的定義第1頁/共44頁第2頁/共44頁第3頁/共44頁山區(qū)溪流的組成：山區(qū)溪流的組成：溪流的上游或集水區(qū)：形溪流的上游或集水區(qū)：形如寬廣的漏斗，逐漸收縮到如寬廣的漏斗，逐漸收縮到隘口，天然植被破壞后，成隘口，天然植被破壞后，成為泥沙的策源地。為泥沙的策源地?；?/p>

2、溪的中游或流通區(qū)：是荒溪的中游或流通區(qū)：是過渡區(qū)，一般呈峽谷狀態(tài)，過渡區(qū)，一般呈峽谷狀態(tài)，既無沉積，也無沖刷。既無沉積，也無沖刷?；南南掠位虺练e區(qū)，?；南南掠位虺练e區(qū)，常稱為沖積扇。比較平坦，超稱為沖積扇。比較平坦，超過流水的挾帶能力后，部分過流水的挾帶能力后，部分泥沙沉積形成沖積圓扇。泥沙沉積形成沖積圓扇。山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性第4頁/共44頁第5頁/共44頁山洪按成因可分為：山洪按成因可分為：暴雨引起；暴雨引起；融雪引起；融雪引起；冰川融化引起；冰川融化引起；湖或水庫堤壩潰決引起；湖或水庫堤壩潰決引起；幾種因素同時引起。幾種因素同時引起。山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性

3、性第6頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性2、泥石流的定義泥石流是指發(fā)生在溝谷或坡地上的飽含小至粘土，大至巨礫的液固兩相流。特性：粒徑范圍廣，含水充足；固體物質(zhì)含量高，超飽和狀態(tài)；流動具有陣性，速度較快。第7頁/共44頁第8頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性3 3、泥石流發(fā)生的條件、泥石流發(fā)生的條件有足夠的降水有足夠的降水集水區(qū)是否能迅速集中集水區(qū)是否能迅速集中大量地表徑流大量地表徑流集水區(qū)的坡面和溝道中集水區(qū)的坡面和溝道中有足夠的疏松物質(zhì)有足夠的疏松物質(zhì)第9頁/共44頁第10頁/共44頁第11頁/共44頁第12頁/共44頁第13頁/共44頁第14頁/共44頁第15頁

4、/共44頁第16頁/共44頁第17頁/共44頁第18頁/共44頁第19頁/共44頁第20頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性泥石流繼續(xù)發(fā)展的條件：泥石流繼續(xù)發(fā)展的條件：有水和土沙石塊等固體物質(zhì)有水和土沙石塊等固體物質(zhì)的補充。流路條件基本上的補充。流路條件基本上能維持泥石流始終處于土沙能維持泥石流始終處于土沙石等固體徑流物質(zhì)的飽和和石等固體徑流物質(zhì)的飽和和超飽和流動狀況。超飽和流動狀況。限制泥石流發(fā)展規(guī)模的主要限制泥石流發(fā)展規(guī)模的主要因素：因素：橫斷面的展寬縱斷面的橫斷面的展寬縱斷面的變平。變平。第21頁/共44頁4、山洪與泥石流的區(qū)別液體中所挾帶的泥沙數(shù)量不同。侵蝕營力不同。（水力

5、、水力和重力）運動機理不同：山洪為持續(xù)的液體，泥石流為具有脈動性山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性第22頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性二、山洪及泥石流形成的水文因素 地面徑流是引起山洪及泥石流的主要因素，而地表徑流主要地面徑流是引起山洪及泥石流的主要因素，而地表徑流主要由暴雨引起，影響暴雨型山洪及泥石流形成的水文因子主要由暴雨引起，影響暴雨型山洪及泥石流形成的水文因子主要有暴雨量和強度，暴雨損失，暴雨集流。有暴雨量和強度，暴雨損失，暴雨集流。1 1、暴雨量及其強度：雨量越大，強度越大，地面徑流就越大，、暴雨量及其強度：雨量越大，強度越大，地面徑流就越大，山洪和泥石流就越易形

6、成。山洪和泥石流就越易形成。第23頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性2、暴雨損失及其影響因素：包括三個方面植物截留：植物的種類、稠密度。土壤入滲：土壤的物理性質(zhì)（結(jié)構(gòu)：指土顆粒的不同排列形式、孔隙、質(zhì)地、機械組成）、地表的植被特性、地面坡度、土壤濕度、溫度、降水強度?？油菪钏汉涂油荽笮∨c深度、地面坡度。第24頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性 3、暴雨集流及其影響因素暴雨集流是指流域地面各點由暴雨產(chǎn)生的凈雨在重力的作用下，沿坡面和溝槽向流域出口的匯集過程。根據(jù)水力特性的不同，分為坡面集流、溝槽集流。坡面集流：是指坡面上漫過地面的集流，其特點是成片的漫流。坡長和河網(wǎng)

7、密度對坡面集流的影響較大。溝槽集流：是指各級槽流向流域出口斷面的匯集運動。溝槽的數(shù)量、溝槽的縱坡比降。第25頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性三、山洪及泥石流的地質(zhì)與地貌因素風化作用、重力侵蝕作用、水蝕作用。1 1、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的不良地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的不良地質(zhì)現(xiàn)象，為山洪及泥石流提現(xiàn)象，為山洪及泥石流提供了豐富的固體物質(zhì)來源。供了豐富的固體物質(zhì)來源。第26頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性 2、巖石風化作用：是指在氣候、大氣、生物影響下巖石在原地發(fā)生的破壞作用。物理風化作用：是指巖石分散為形狀與數(shù)量各不相同的許多個別碎塊，或分散為其各個組成的礦物部

8、分?；瘜W風化作用：由于空氣中的氧、水、CO2和各種水溶液的作用，引起巖石中礦物的化學成分發(fā)生變化的作用。生物風化作用：是指在生物活動影響下，使巖石發(fā)生破壞的作用。第27頁/共44頁山山洪洪及及泥泥石石流流的的特特性性3、地貌因素。斜坡的坡度、坡長與坡型以及溝道縱坡、曲折狀況是影響山洪及其泥沙含量的地貌因素。第28頁/共44頁作業(yè)題作業(yè)題 1 1、泥石流巖石風化作用荒溪、泥石流巖石風化作用荒溪2 2、簡述山洪的特點。、簡述山洪的特點。3 3、簡述泥石流的特性。、簡述泥石流的特性。4 4、試分析暴雨損失及其影響因素。、試分析暴雨損失及其影響因素。5 5、簡述山洪與泥石流的區(qū)別。、簡述山洪與泥石流的

9、區(qū)別。第29頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定在進行一條泥石流溝道治理時，在進行一條泥石流溝道治理時，必須查明泥石流的發(fā)展史、活動必須查明泥石流的發(fā)展史、活動現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在調(diào)查的基礎(chǔ)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用多種方法分析比較，才上，采用多種方法分析比較，才能較正確合理地確定泥石流的各能較正確合理地確定泥石流的各項設(shè)計參數(shù)，為治理工程的經(jīng)濟、項設(shè)計參數(shù)，為治理工程的經(jīng)濟、合理設(shè)計提供必需的數(shù)據(jù)。合理設(shè)計提供必需的數(shù)據(jù)。第30頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定 一、泥石流設(shè)計容重一、泥石流設(shè)計容重泥石流容重泥石流容重cc（t/m3t

10、/m3）是泥石流的最基本的）是泥石流的最基本的特征值，是計算泥石流流速、流量、沖擊力等特征值，是計算泥石流流速、流量、沖擊力等特征值的基礎(chǔ)。也是泥石流分類的重要指標。特征值的基礎(chǔ)。也是泥石流分類的重要指標。1 1、直接取樣法。、直接取樣法。泥石流發(fā)生時，直接取多個泥石流體樣品，取泥石流發(fā)生時，直接取多個泥石流體樣品，取樣品中最大容重值為泥石流設(shè)計容重。樣品中最大容重值為泥石流設(shè)計容重。2 2、調(diào)查稱重法。、調(diào)查稱重法。將泥石流樣品放在桶內(nèi)加水攪拌后稱重量、量將泥石流樣品放在桶內(nèi)加水攪拌后稱重量、量體積，算出樣品容重。目擊者觀察，隨意性大。體積，算出樣品容重。目擊者觀察，隨意性大。c=(G-G1

11、)/V c=(G-G1)/V 其中其中G-G-總重量總重量G1G1桶重桶重V V樣品體積樣品體積第31頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定二、泥石流設(shè)計流速二、泥石流設(shè)計流速泥石流流速是決定泥石流動力特泥石流流速是決定泥石流動力特性和防災(zāi)設(shè)計中的最重要參數(shù)。性和防災(zāi)設(shè)計中的最重要參數(shù)。目前多使用經(jīng)驗值。目前多使用經(jīng)驗值。第32頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定 三、泥石流設(shè)計流量三、泥石流設(shè)計流量泥石流設(shè)計流量是決定治理工程規(guī)模的重要泥石流設(shè)計流量是決定治理工程規(guī)模的重要參數(shù)。要考慮治理過程中泥石流衰退的趨勢，參數(shù)。要考慮治理過程中泥石流衰退的

12、趨勢，避免設(shè)計流量過大造成工程建設(shè)的浪費。避免設(shè)計流量過大造成工程建設(shè)的浪費。1 1、洪痕調(diào)查法、洪痕調(diào)查法泥石流洪痕的確定，調(diào)查流量的計算。在泥石流洪痕的確定，調(diào)查流量的計算。在無實測泥石流流量資料的情況下，調(diào)查洪痕無實測泥石流流量資料的情況下，調(diào)查洪痕的位置，計算泥石流流量的位置，計算泥石流流量Q Q。Q QVcVccc有效過流斷面面積，有效過流斷面面積，2 2VcVc調(diào)查斷面泥石流計算流速，調(diào)查斷面泥石流計算流速，m/sm/s第33頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定 泥石流經(jīng)驗頻率的計算泥石流經(jīng)驗頻率的計算PiPimi/(n+1)mi/(n+1)100%100%

13、PiPi某次泥石流的經(jīng)驗頻率某次泥石流的經(jīng)驗頻率n n最早一次泥石流距今的年份，最早一次泥石流距今的年份，mimi在在n n年內(nèi)，按流量大小排列，該次泥石流的序號。年內(nèi)，按流量大小排列，該次泥石流的序號。設(shè)計流量計算設(shè)計流量計算QcpQcpKpKpQcQcQcpQcp泥石流設(shè)計洪峰流量泥石流設(shè)計洪峰流量QcQc泥石流平均洪峰流量泥石流平均洪峰流量KpKp模比系數(shù)模比系數(shù)第34頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定 2 2、清水流量修正法、清水流量修正法 Q Q清水清水0.278fiA0.278fiAf f徑流系數(shù)徑流系數(shù)i i平均平均1h1h降雨強度降雨強度A A流域面積

14、流域面積配合法配合法QCPQCP（1 1）QBPQBPQCPQCP設(shè)計頻率的泥石流流量，設(shè)計頻率的泥石流流量，QBPQBP相應(yīng)頻率的清水洪峰流量相應(yīng)頻率的清水洪峰流量泥石流修正系數(shù)泥石流修正系數(shù)（c-1c-1）/(H-C)/(H-C)HH固體物質(zhì)容重固體物質(zhì)容重CC泥石流容重泥石流容重綜合指數(shù)法綜合指數(shù)法QCPQCPK KQBPQBP第35頁/共44頁泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定泥石流主要設(shè)計參數(shù)的確定 3 3、經(jīng)驗公式、經(jīng)驗公式4 4、實測法、實測法5 5、泥石流治理的設(shè)計標準、泥石流治理的設(shè)計標準泥石流的設(shè)計頻率泥石流的設(shè)計頻率泥石流的設(shè)計標準泥石流的設(shè)計標準四、泥石流的沖擊力四、泥石流的沖擊

15、力包括整體沖擊力和單個石塊的沖擊力包括整體沖擊力和單個石塊的沖擊力1 1、整體沖擊力、整體沖擊力2 2、石塊沖擊力、石塊沖擊力 理論公式理論公式五、泥石流的沖起高度及彎道超高五、泥石流的沖起高度及彎道超高1 1、泥石流的爬高和沖起高、泥石流的爬高和沖起高2 2、彎道超高、彎道超高第36頁/共44頁作業(yè)題作業(yè)題1 1、如何確定泥石流的設(shè)計容重、如何確定泥石流的設(shè)計容重2 2、如何確定泥石流的設(shè)計流量。、如何確定泥石流的設(shè)計流量。第37頁/共44頁分項目一山洪及泥石流排導(dǎo)工程分項目一山洪及泥石流排導(dǎo)工程一、排導(dǎo)溝的平面形式：為了盡快將泥一、排導(dǎo)溝的平面形式：為了盡快將泥石流排走，應(yīng)盡可能地選擇較大

16、的設(shè)計石流排走，應(yīng)盡可能地選擇較大的設(shè)計縱坡?？v坡。（一）按形狀分（一）按形狀分1 1、直線形：能迅速將泥石流排走。、直線形：能迅速將泥石流排走。2 2、曲線形：為保護某一建筑物而繞道、曲線形：為保護某一建筑物而繞道形成。形成。3 3、喇叭形：天然溝口太寬形成喇叭形。、喇叭形：天然溝口太寬形成喇叭形。4 4、擴散形：易在下段形成堆積。、擴散形：易在下段形成堆積。第38頁/共44頁 （二）按排導(dǎo)部位分（二）按排導(dǎo)部位分 1 1、向中部排：是排導(dǎo)溝經(jīng)沖積扇中部把山洪及泥石流直接排入大河的一種方式。排導(dǎo)溝、向中部排：是排導(dǎo)溝經(jīng)沖積扇中部把山洪及泥石流直接排入大河的一種方式。排導(dǎo)溝的出口基本與河流正交

17、。如武都火燒溝排導(dǎo)溝。的出口基本與河流正交。如武都火燒溝排導(dǎo)溝。2 2、向下游排：將排導(dǎo)溝修在沖積扇靠大河下游一側(cè)，出口與大河呈斜交。如云南東川蔣、向下游排：將排導(dǎo)溝修在沖積扇靠大河下游一側(cè)，出口與大河呈斜交。如云南東川蔣家溝導(dǎo)流堤。家溝導(dǎo)流堤。3 3、向上游排：排導(dǎo)溝設(shè)置在沖積扇靠大河上游一側(cè)，其流向與大河的流向成鈍角相交。、向上游排：排導(dǎo)溝設(shè)置在沖積扇靠大河上游一側(cè)，其流向與大河的流向成鈍角相交。河流必須有較強的攜沙能力，否則會引起排導(dǎo)溝的嚴重淤積和堵塞，修筑的彎道須考慮曲河流必須有較強的攜沙能力，否則會引起排導(dǎo)溝的嚴重淤積和堵塞，修筑的彎道須考慮曲率半徑和彎道超高。如武都泥灣溝導(dǎo)流堤。率

18、半徑和彎道超高。如武都泥灣溝導(dǎo)流堤。4 4、橫向排：在溝口橫向修排導(dǎo)溝。如蘭州市洪水溝排導(dǎo)溝。、橫向排：在溝口橫向修排導(dǎo)溝。如蘭州市洪水溝排導(dǎo)溝。第39頁/共44頁二、排導(dǎo)溝的類型：二、排導(dǎo)溝的類型：根據(jù)挖填方式和建筑材料可分為三類：1、挖填排導(dǎo)溝2、三合土排導(dǎo)溝3、漿砌塊石排導(dǎo)溝第40頁/共44頁三、排導(dǎo)溝的防淤措施和斷面設(shè)計三、排導(dǎo)溝的防淤措施和斷面設(shè)計（一）防淤措施（一）防淤措施1 1、修建沉沙場、修建沉沙場2 2、選擇合適縱坡：泥石流容重越大，、選擇合適縱坡：泥石流容重越大，排導(dǎo)溝縱坡就愈大。排導(dǎo)溝縱坡就愈大。3 3、合理選擇溝底寬度、合理選擇溝底寬度4 4、排導(dǎo)溝的出口銜接：應(yīng)高于出口處、排導(dǎo)溝的出口銜接：應(yīng)高于出口處大河的水位。大河的水位。（二）斷面設(shè)計（二）斷面設(shè)計第41頁/共44頁分項目二沉沙場設(shè)計分項目二沉沙場設(shè)計 一、沉沙場規(guī)劃布置：沉沙場規(guī)劃時要考慮以下幾點：一、沉沙場規(guī)劃布置：沉沙場規(guī)劃時要考慮以下幾點