九龙县太阳湾泥石流的计算方法

[摘要]本文对九龙县太阳湾泥石流进行了理论参数计算，对主要的工程断面进行了峰值流量、流体冲压力、爬高、冲高和超高等进行了分析，为最终的治理工程提供了比较可靠的参数。

[关键词]地质灾害 九龙县 泥石流 计算方法

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-358-1

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑地区，因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有流速快，流量大和破坏力强等特点，如“8·7”甘肃舟曲泥石流遇难1434人、失踪331人。由于泥石流的破坏力巨大，因此对它的物源动储量、发生规模、过流量参数的评价显得非常重要。

1概况

九龙县位于四川省西部，甘孜藏族自治州南部，是“川、滇、藏”黄金旅游环线的重要组成部分。太阳湾泥石流位于九龙县南部烟袋乡烟袋村，距九龙县城约100km，交通不便。该泥石流沟于2010年暴发过一次，持续时间约为10分钟，造成4户居民房屋被毁，8人死亡，其潜在危险性等级为中型。

2勘查区基本情况

勘查区出露地层主要为

2.1第四系崩坡积层（Q4col+dl）

角砾粉质粘土：主要出露于勘查区坡体左侧，浅黄色—灰褐色，结构松散，呈可塑～硬塑状，厚度5～30m，夹大量角砾，粒径0.2～60cm，含大量漂石，大小可达3～10m。

2.2奥陶系下统三段（O13）

千枚岩、变质板岩、石灰岩、变质砂岩：灰褐色，薄层—厚层状，主要出露于山谷两侧山体上，一般风化较严重，结构较为破碎，力学性质中等，天然抗压强度10～30Mpa。

3泥石流的计算

3.1泥石流流量计算

为满足泥石流勘查评价及防治工程设计的需要，本次在太阳湾不同沟段、拟设治理工程部位处等选择了典型断面部位采用形态调查法进行泥石流流量的计算。形态调查法计算公式为：Qc=WcVc，式中Qc—泥石流断面峰值流量（m3/s）；Wc—泥石流过流断面面积（m2）；Vc—泥石流断面平均流速（m/s）。

泥石流重度为1.685t/m3，流体性质偏稀性泥石流，流速采用稀性泥石流通用公式进行计算：

式中Vc—泥石流断面平均流速（m/s）；R—水力半径（m），一般可用平均水深H（m）代替；γH—泥石流固体物质的重度（t/m3）；φ—泥沙修正系数，采用查表法得到的结果；I—泥石流水力坡度（‰），一般可用沟床纵坡代替；1/n—清水河床糙率系数。

3.2泥石流整体冲压力

泥石流整体冲压力按《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239-2004）3.1-8式计算：

式中P—泥石流冲压力（kN）；λ—建筑物形状系数，圆形建筑物λ=1.0，矩形建筑物λ=1.33，方形建筑物λ=1.47；γc—泥石流重度（kN/m3）；Vc—泥石流平均流速（m/s）；α—建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角（°）。

3.3泥石流爬高和最大冲起高度

泥石流爬高和冲度按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）附录I提供的计算公式进行计算：

ΔΗ=Vc2/2g ΔΗc=bVc2/2g

式中ΔΗ—泥石流最大冲起高度（m）；ΔΗc—泥石流爬高（m）；Vc—泥石流平均流速（m/s）；b—泥石流迎面坡度的函数。此次选择主要的3个断面进行计算，结果详见表3。

3.4泥石流弯道超高

泥石流弯道超高按照《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239-2004）4.1-4式进行计算：

Δh=2 Vc2B/gR

式中Δh—泥石流弯道超高（m）；Vc—泥石流平均流速（m/s）；R—主流中心曲率半径（m）；g—重力加速度（m/s）；B—泥面宽度（m）。本次主要选择拟布工程部位的断面之下进行弯道超高计算。

4理论计算的意义

通过以上的计算，为拟设治理工程的高度、规格、基础埋深等参数提供了理论依据，确保治理工程的过流能力以及对该泥石流的防治能力，保护潜在威胁对象的生命财产安全。

参考文献

[1]宋志，巴仁基，刘宇杰.四川康定母猪笼沟泥石流形成特征与物源定量计算[J].中国地质灾害与防治学报.2012（03）.

[2]蒋生武，杨凤剑，鲁勇波.甘孜州九龙县太阳湾泥石流勘查报告[M].2012.11.