拦砂坝对泥石流沟道冲淤形态的影响

发布时间：2023-01-09 11:34

　　拦砂坝是泥石流灾害防治的重要工程措施之一。针对沟道内修建拦砂坝后,多阵次泥石流累积性淤积作用对沟道形态的影响尚不明确;超过设计使用年限的泥石流拦砂坝存在溃决的风险,拆除拦砂坝的过程对沟道冲淤形态的影响尚未开展研究,拆除坝体过程中已拦蓄的泥沙如何起动转变为泥石流,以及多阵次泥石流作用下的转化量如何计算等都需要通过试验研究来确定。本文基于野外考察、理论分析和模拟试验主要研究了拦砂坝修建和拆除对其上游沟道冲淤形态的影响、满库工况下拦砂坝对泥石流能量和物质的调控作用。取得的主要研究成果如下:（1）通过研究修建拦砂坝对上游沟道淤积形态的影响,建立了多阵次泥石流累积作用下的沟道淤积形态演化模型。研究表明稀性泥石流在拦砂坝内集中淤积,进一步建立了稀性泥石流在拦砂坝上游沟道内冲淤形态的演化模型。对于稀性泥石流,回淤比降与坝高负相关,与多阵次累积泥沙冲出量正相关,泥石流密度主要影响淤积形态,对回淤比降的影响不显著。梯级拦砂坝试验结果表明,随着多阵次累积泥沙冲出量的增大,下游坝的回淤比降逼近甚至超过上游坝的回淤比降,同一阵泥石流在上游坝内形成集中淤积,在下游坝内形成较为分散的淤积。基于试验结果提出一种考虑... 

【文章页数】：142 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明表
第1章 绪论
    1.1 选题依据
        1.1.1 选题的背景及意义
        1.1.2 国内外的发展现状与趋势
    1.2 主要研究内容、预期目标
        1.2.1 主要研究内容
        1.2.2 预期目标
    1.3 研究思路与方法
        1.3.1 总体研究思路
        1.3.2 研究方法
第2章 泥石流沟道冲淤形态特征调查
    2.1 拦砂坝上下游沟道冲淤形态特征
    2.2 沟道冲淤形态影响因素
        2.2.1 拦砂坝高度对沟道冲淤形态的影响
        2.2.2 拦砂坝开孔率对沟道冲淤形态的影响
        2.2.3 侧向补给对沟道冲淤形态的影响
        2.2.4 多阵次累积泥沙冲出量对沟道冲淤形态的影响
    2.3 小结
第3章 试验设计
    3.1 试验装置和物料
        3.1.1 试验装置
        3.1.2 试验材料
    3.2 试验安排
    3.3 试验数据观测与记录
    3.4 本章小结
第4章 拦砂坝对沟道淤积形态的影响
    4.1 泥石流在拦砂坝上游淤积过程
        4.1.1 泥石流在拦砂坝上游淤积机理
        4.1.2 阵流条件下拦砂坝上游沟道淤积形态演化
    4.2 拦砂坝回淤比降影响因素及其计算方法
        4.2.1 水槽引起的泥石流淤积
        4.2.2 回淤比降的定义
        4.2.3 回淤比降的影响因素
        4.2.4 回淤比降的计算公式
        4.2.5 梯级拦砂坝工况下回淤比降计算方法
    4.3 本章小结
第5章 拆除拦砂坝对沟道冲刷的影响
    5.1 拆坝后泥石流淤积体侵蚀过程
        5.1.1 泥石流淤积体侵蚀机理
        5.1.2 泥石流淤积体冲刷形态演化
    5.2 泥石流淤积体累计起动率的影响因素及其计算方法
        5.2.1 拦砂坝拆除后其上游沟道冲刷特征
        5.2.2 累计起动率的影响因素及其计算方法
        5.2.3 拦砂坝拆除顺序对泥石流沟道冲淤形态的影响
    5.3 本章小结
第6章 拦砂坝对泥石流能量和物质的调控作用
    6.1 拦砂坝对泥石流的消能作用
        6.1.1 拦砂坝拦挡消能作用
        6.1.2 泥石流能量消散机理
    6.2 拦砂坝对泥石流能量的调控作用
        6.2.1 泥石流流量的影响因素和计算方法
        6.2.2 泥石流速度的影响因素和计算方法
    6.3 拦砂坝对泥石流物质的调控作用
        6.3.1 拦砂率的影响因素和计算方法
        6.3.2 泥石流密度的影响因素和计算方法
        6.3.3 考虑沟道冲淤形态的拦砂率计算方法
    6.4 小结
第7章 结论与讨论
    7.1 主要结论
    7.2 本论文研究不足
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Experimental study on blocking and self-cleaning behaviors of beam dam in debris flow hazard mitigation[J]. Hao Sun,Yong You,Jinfeng Liu.  International Journal of Sediment Research. 2018(04)
[2]Experimental study on characteristics of trapping and regulating sediment with an open-type check dam in debris flow hazard mitigation[J]. SUN Hao,YOU Yong,LIU Jin-feng.  Journal of Mountain Science. 2018(09)
[3]非透过性泥石流拦砂坝研究现状及展望[J]. 陈华勇,柳金峰,赵万玉,唐金波.  防灾减灾工程学报. 2016(02)
[4]Effects of spillway types on debris flow trajectory and scour behind a sabo dam[J]. CHEN Hua-yong,CUI Peng,CHEN Jian-gang,TANG Jin-bo.  Journal of Mountain Science. 2016(02)
[5]Experiments on Channel Evolution due to Dam Removal in Taiwan[J]. WANG Hsiao-Wen,CHENG Ying-Che,LIN Chung-Yi.  Journal of Mountain Science. 2014(06)
[6]粘性泥石流坝后回淤比降的实验[J]. 吴鑫,马东涛,杨敏.  山地学报. 2013(05)
[7]西南山区泥石流防治工程效益浅析[J]. 陈宁生,周海波,卢阳,杨玲,吕立群.  成都理工大学学报(自然科学版). 2013(01)
[8]汶川地震区特大泥石流工程防治新技术探索[J]. 陈晓清,游勇,崔鹏,李德基,杨东旭.  四川大学学报(工程科学版). 2013(01)
[9]气候变暖背景下的极端天气气候事件与防灾减灾[J]. 翟盘茂,刘静.  中国工程科学. 2012(09)
[10]拦沙坝调节泥石流拦挡与输移性能的试验研究[J]. 贾世涛,崔鹏,陈晓清,黄凯,李强.  岩石力学与工程学报. 2011(11)

硕士论文
[1]粘性泥石流拦砂坝后回淤坡度试验研究[D]. 崔佳慧.西南科技大学 2018
[2]都汶高速公路彻底关沟泥石流梯级拦砂坝的消能效应分析[D]. 张卫旭.成都理工大学 2016



本文编号：3729114