本文關(guān)鍵詞：泥石流入?yún)R主河后水—泥流特征研究

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【摘要】：泥石流是山區(qū)最常見幾種地質(zhì)災(zāi)害之一,泥石流入?yún)R河流,將大量沙石巨礫帶入河流,往往造成不同程度的危害。泥石流入?yún)R主河成災(zāi)主要體現(xiàn)在匯流區(qū),輕則淤積河道形成急流或險灘,對河流通航、泄洪等造成影響；重則完全堵斷河流形成堰塞壩,造成淹沒及洪水災(zāi)難。本文以泥石流入?yún)R主河后,匯流區(qū)的泥石流運動、輸移以及沉積特性為研究內(nèi)容,首先通過資料收集和野外實地調(diào)查,總結(jié)分析了泥石流入?yún)R主河的特點、形式、結(jié)果以及影響因素；然后開展不同條件下的泥石流入?yún)R主河模型試驗,獲得各參數(shù)對匯流區(qū)堆積體形態(tài)參數(shù)和匯流區(qū)水位變化的影響趨勢,分析泥石流堵河的不同模式及其匯流機理；最后利用動量守恒定理,從理論上分析了在匯流區(qū)形成的堰塞體寬度。磨西河泥石流堵塞大渡河物理模擬試驗結(jié)果表明：容重對匯流區(qū)堆積體的形態(tài)參數(shù)影響較大,當(dāng)泥石流容重大于1.7g/cm3時,匯流區(qū)才會形成穩(wěn)定堆積體,隨著容重的增加,堆積體尺寸呈線性增加；高流速泥石流能夠橫穿河床,撞擊對岸后折返,溯源堆積；其他條件相同的情況下,泥石流的總量越大,堵河程度越嚴重。根據(jù)相似條件,若磨西河再度爆發(fā)的泥石流容重大于1.9g/cm3,當(dāng)泥石流總量達到47.5×104m3時,磨西河泥石流將半堵大渡河；當(dāng)泥石流總量達到85.5×104m3時,將完全堵斷大渡河,試驗結(jié)果與雨洪法計算結(jié)果有較好的適應(yīng)性。磨西河泥石流為其流域群發(fā)泥石流匯合而成,具備再次堵塞大渡河的能力,應(yīng)注意防范。交匯角被普遍認為是影響泥石流與主河匯流結(jié)果的重要參數(shù)。為了研究交匯角a的影響作用,進一步探索泥石流與主河匯流的一般性規(guī)律,開展了泥石流入?yún)R主河的概化模型試驗。試驗表明：直角交匯為泥石流堵河的最有害交匯角,鈍角交匯形成的堆積體范圍較其他情況小但厚度大；當(dāng)堵塞程度系數(shù)大于0.4時,匯流區(qū)上游才出現(xiàn)水位壅高的現(xiàn)象,不同堵塞程度和堵河模式,水位壅高值不同；泥石流容重和總量同樣是影響匯流區(qū)堆積體形成的重要參數(shù)；從實驗現(xiàn)象和試驗結(jié)果分析出泥石流堵河的四種不同模式：①頂沖堰塞全堵、②單向推進局部堵塞、③雙向束窄局部堵塞、④潛壩壅堵,各模式出現(xiàn)的幾率和存在的時間長度與天然條件下相符。泥石流入?yún)R主河是從較陡溝道進入較平緩的河床,依據(jù)Takahashi的泥石流在變坡度溝道內(nèi)的運動方程,考慮河床阻力以及水流阻力的影響,推導(dǎo)泥石流在河床上的運動距離計算公式,用于計算匯流區(qū)堆積體的寬度。理論分析計算結(jié)果與實驗實測結(jié)果有較好的適應(yīng)性,試驗結(jié)果和理論分析能夠為泥石流堵河的前期識別分析提供參考。
【關(guān)鍵詞】：泥石流 匯流 堵河 模型試驗 理論分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.23
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 前言12-21
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 泥石流流體理論模型研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 泥石流與主河匯流研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 泥石流物理模擬試驗研究以及數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 泥石流與主河匯流研究現(xiàn)狀的綜合評述17-18
• 1.3 研究方法以及主要研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 研究思路與技術(shù)路線18-19
• 1.3.2 研究方法19
• 1.3.3 主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 泥石流入?yún)R主河的模式、特點及影響21-31
• 2.1 泥石流入?yún)R主河典型案例21-23
• 2.2 自然條件下泥石流入?yún)R主河的特點及影響23-27
• 2.2.1 匯流運動的形式和特點23-25
• 2.2.2 匯流的結(jié)果和影響25-27
• 2.3 影響泥石流與主河匯流成災(zāi)的主要因素27-30
• 2.3.1 交匯角27-28
• 2.3.2 流速比28
• 2.3.3 流量比28-29
• 2.3.4 泥石流入?yún)R總量29
• 2.3.5 支主溝河床條件29-30
• 2.3.6 泥石流流體性質(zhì)30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 磨西河泥石流堵塞大渡河物理模擬試驗31-46
• 3.1 溝域背景及堵河事件簡介31-32
• 3.2 試驗方案設(shè)計32-37
• 3.2.1 流動相似性原理32-33
• 3.2.2 模型相似比尺33-34
• 3.2.3 試驗裝置與方法34-36
• 3.2.4 試驗物料36
• 3.2.5 實驗內(nèi)容及步驟36-37
• 3.3 試驗結(jié)果及分析37-43
• 3.3.1 試驗數(shù)據(jù)38-39
• 3.3.2 試驗結(jié)果分析39-43
• 3.4 不同堵塞程度所需泥石流總量計算43-44
• 3.4.1 根據(jù)試驗相似比計算43-44
• 3.4.2 根據(jù)雨洪法計算44
• 3.4.3 試驗推算結(jié)果與雨洪法計算結(jié)果比較44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 泥石流入?yún)R主河概化模型試驗46-60
• 4.1 試驗概述46
• 4.2 試驗方案設(shè)計46-50
• 4.2.1 試驗裝置與方法46-48
• 4.2.2 泥石流漿體配制48
• 4.2.3 實驗內(nèi)容及步驟48-50
• 4.3 試驗結(jié)果及分析50-56
• 4.3.1 試驗數(shù)據(jù)51
• 4.3.2 實驗結(jié)果分析51-56
• 4.4 堵河模式及匯流機理分析56-59
• 4.4.1 頂沖堰塞全堵56-57
• 4.4.2 單側(cè)推進局部堵塞57
• 4.4.3 雙側(cè)束窄局部堵塞57-58
• 4.4.4 潛壩壅堵58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 泥石流堵河程度理論分析60-70
• 5.1 現(xiàn)有泥石流堵河判別經(jīng)驗公式60-61
• 5.2 匯流區(qū)堆積體寬度理論分析61-67
• 5.2.1 Takahashi基于動量定理的泥石流在變坡度溝道內(nèi)運動方程61-63
• 5.2.2 直角交匯匯流區(qū)堆積體寬度63-65
• 5.2.3 任意角度交匯匯流區(qū)堆積體寬度65-66
• 5.2.4 計算公式量綱分析66-67
• 5.3 理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比67-69
• 5.3.1 理論計算結(jié)果與物理模擬試驗結(jié)果對比67-68
• 5.3.2 理論計算結(jié)果與概化模型試驗結(jié)果對比68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論和展望70-72
• 1 本文研究主要結(jié)論70-71
• 2 問題及展望71-72
• 致謝72-73
• 附錄73-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果81

【參考文獻】

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本文編號：666884