基于数值模拟的泥石流工程治理效果评价

发布时间：2020-06-23 01:34

【摘要】：泥石流是一种含有大量的泥、砂、石块的特殊洪流,通常发生在新构造运动活跃的山区,对当地居民生命财产安全造成严重威胁,严重制约山区经济发展。为降低泥石流灾害的危害,泥石流高发区通常会采用包括修建拦挡坝和排导渠等工程治理措施对泥石流沟进行治理。通过对泥石流工程治理效果进行评价,不仅可以确保治理工程的有效性,而且可为后续泥石流灾害治理提供借鉴,具有一定的现实意义。陇南市位于甘肃省南部,属我国泥石流高发地区,区内曾多次爆发泥石流并造成重大损失。本文以陇南市大地沟、洋汤沟、楼舍沟为研究对象,基于现场调查与室内室外试验,利用FLO-2D泥石流软件对的当地泥石流防治工程治理效果进行评价。取得的主要成果和结论如下:(1)利用暴雨洪水计算手册计算发现文县“8·7”泥石流爆发时降雨量达到了100年一遇标准。通过100年一遇降雨条件下泥石流数值模拟结果与实际泥石流对比分析,楼舍沟模拟精度达到95%,洋汤沟模拟精度达到77%,模拟精度在误差允许范围内,符合模拟精度要求。排导渠排导能力不足是造成洋汤沟、楼舍沟泥石流灾害的主要原因。(2)大地沟拦挡工程始建于1994年,经过多年服役,大部分拦挡坝已淤满,拦挡坝防灾减灾作用降低,当地于2009年开展了大地沟泥石流二期治理工程。不考虑溃坝时,大地沟泥石流模拟结果显示:20年一遇、50年一遇、100年一遇三种降雨周期下,二期治理后与治理前相比,泥石流堆积总面积分别减少20.32%、16.40%、12.11%,泥石流堆积体体积减少27.35%、18.42%、12.21%。利用泥石流堆积泥深和泥石流流速基于一定准则,对泥石流堆积扇进行泥石流危险性评价分区,分区结果显示,二期工程修建使大地沟泥石流堆积区高危险性区域面积分别在不同降雨周期下分别减少28.5%、63.3%和39.1%。模型结果显示二期泥石流治理工程减灾效果显著。(3)考虑溃坝时,大地沟泥石流模拟结果显示:100年一遇降雨周期下,二期工程治理后与二期工程治理前相比,泥石流堆积总面积分别减少8%,泥石流堆积体体积减少19.97%。二期治理工程能有效地消减溃坝带来的不良影响。针对这类拦挡坝服役时间较久且清淤不便的沟道,有必要在沟口修建或保留一个空置拦挡坝,预防泥石流溃坝可能带来的危害。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.23
【图文】：

路线图,研究技术,路线图,石流

兰州大学硕士学位论文基于数值模拟的泥石流工程治理效果评价基于泥石流危险性划分准则，得到不同工况条件下的大地沟泥石流危险性分区最终通过分析治理前后泥石流运动范围、运动速度、泥位深度的变化，以及沟泥石流危险性变化，对大地沟二期泥石流工程治理效果进行评价。本文技术路线如图 1-1 所示：

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兰州大学硕士学位论文基于数值模拟的泥石流工程治理效果评价第二章地质环境条件2.1 自然地理概况2.1.1 地理交通位置陇南市位于甘肃南部，东邻陕西，南接四川（图 2-1）。由于陇南市特殊的地理位置和地形地貌条件，交通相对周边省、市较为滞后，主要依靠公路运输。陇南市的铁路有宝成铁路和兰渝铁路，宝成铁路经过徽县、两当两县，境内里程65km；兰渝铁路经过宕昌、武都两县，境内里程 222km。截止 2016 年底，境内公路 1975 条，其中国家高速 3 条、普通国道 2 条、省道 6 条、县道 41 条、乡道68 条、专道 12 条、村道 1945 条。

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