漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道的制作方法

本发明属于堤坝非常分洪水利工程技术领域，也属于应对水攻的国防技术领域，具体涉及自溃堤坝、土工板非常分洪道的设计方法。

背景技术：

日本2018年7·5日本西部暴雨，仓敷市真备町一条河决堤，洪水冲毁大约三分之一房屋，迫使上千人爬上屋顶求救，仅在真备町，就导致至少28人遇难，日本当局在雨势最严重的时候，向500万人发出过疏散命令，但这些命令许多民众没有当回事，由于洪水的不确定性、溃堤的不确定性，在现有防洪理论与技术条件下，“狼来啦”是世界性的社会问题。日本2016年第10号台风“狮子山”暴雨致日本北海道及东北地区决堤淹水多人遇难。日本2015年9月10日11日相继两条河流本发生洪水漫堤决口，造成7人员死亡多人失踪与受伤，造成大量财产损失，河水上涨后越过十年一遇洪水标准的4米高的堤坝20厘米发生溃堤,人口多、国土面积小、经济发达的日本连年遭受超标准洪水溃堤灾害，一旦突发溃堤人来不及逃生，这是世界性的难题。根据中国水旱公报：12年至14年水利设施水毁年损失468亿元至446亿元，16年全国水利工程设施水毁共17.57万处，水利设施直接损失697.7亿元，其中大中型水库111座、小型水库2337座、堤防66950处、塘坝90250座、水闸14256座、灌溉设施233879处。大量洪水标准低的小型工程频繁水毁存废是难题，因为小型工程有符合国情的独特优点，以小型水库为例，已建就有其存在价值，在平原丘陵地区，它们分散化、就地存取水、淹没耕地小、对环境影响小无需长距离占地供水工程、管理要求低、水毁后果小，它符合我国人多耕地少的国情，美俄欧都不存在此问题；中小型水库受水攻威胁小，如果集中供水的大型水库遇到战争水攻威胁，不蓄水粮食安全受威胁，蓄水水攻溃坝是威胁，因为西方国家把水攻列为战争重要选项，水攻溃坝摧毁下游水库大坝，连锁摧毁堤防、分洪闸、渠首工程导致河流改道，我国有8万多座水库及众多高堤防、分洪闸、渠首工程，如何应对水攻是难题也是空白点。此外，快速城镇化，偏远水利工程管理缺人是难题，国家间界河跨境河流分洪、不具备建滞洪区的中小型河流如何分洪、分泄洪闸管理养护维修、水库单一泄洪建筑物意外事故是难题；医疗等塑料垃圾、旧化纤衣物再利用是难题。

如果采用叶兴等人的自溃堤坝土工合成材料非常分洪道是解决众多低水头水工建筑物水毁的一种经济技术可行的方案。由于没有自溃堤坝设计理论，成为推广应用的障碍。自溃堤坝在我国古而有之，古代都江堰就采用飞沙堰，像日本堤防漫水20厘米就溃决的案例比比皆是，这说明自溃堤坝具有可行性，但是也有自溃堤坝没及时溃决导致主坝漫坝的案例，自五十年代开始国内外斥巨资进行实验研究并没有形成共识的自溃堤坝设计理论，它成为六十年悬而未决的世界性理论难题。在近代美国人把自溃坝引入水库设计中，1959年e.roytinney在《自溃堰的冲刷性能》文中，介绍原型与模型试验研究，开启自溃坝系统性研究，因为自溃坝超标准洪水启用概率小、造价低、自动开启、管理方便的优点，立即引起世界各国斥巨资进行跟进研究。1978年土耳其的f·塞图尔克在《一种新型的溢洪道》中指出“硬化路面抗冲使自溃坝难于溃决的问题，采用引冲槽解决”。张克健在《浙江水库泄洪建筑物概况及有关水力学问题》中指出“中国河南75.8大水以后，水电部规划设计院组织河南、辽宁、浙江、安徽等省有关设计科研单位进行自溃坝的试验研究，现场原型或大比例尺模型试验非但耗资甚大，且试验资料也仅能说明在该种坝型及该种试验条件下的坝体冲刷情况，无法为自溃坝设计提供一般可资应用的分析计算方法而在小型山塘水库中就曾发生过因临时粘性土埂未被及时冲毁而造成洪水漫坝”，我国研究的重点也是引冲槽及引冲管，其缺点是试验费用高及引冲槽规模、间距的设计需要试验确定，面对不确定的洪水无法保证及时引溃，引冲槽维护管理也是难题。郭军在推荐瑞典人的专利《hydroplus—一种新型的防洪挡水式自溃堰》中引用发明者“自溃坝长期的固结使之在洪水期难以被冲毁问题”,采用自动倾覆的混凝土防渗墙解决固结粘土的问题，因可以精准量化溃决条件，十几个国家采用。但是其消能防冲要求高、造价高昂且倾覆自溃会造成很大涌浪灾害。庞敏在《自溃式非常溢洪道设计》指出“土工膜自溃堤坝溃决快”，没有涉及土工膜能否护住下游坝体阻滞冲刷的问题。《中国江河防洪丛书-海河卷》海河采用自溃堤坝，因自溃堤防存在无法控制的缺点，以人工爆破为备选方案。目前还没有自溃堤防的设计理论，普遍通用的是人工爆破分洪方法，优点可以克服固结粘土、硬化路面不确定性，缺点汛期管理及炸药管理要求高、一旦爆破分洪失控。堤坝溃决很普遍，没有可行与共识的自溃堤坝设计理论，就没有成套技术，其的原因是，现在自溃坝设计理论是要量化达到规范规定的洪水标准，即自溃坝开始启动到水库水位上升到标准水位的时间与自溃坝溃决时间吻合，而各种坝自溃现象机理都很复杂目前无数学模型可解；目前通过试验手段，只有引冲槽自溃坝大比尺整体试验有相似性，引冲槽的三面固结粘土的超静定结构使问题复杂化，同时试验解决不了洪水的不确定性、无限性及固结粘土与硬化路面导致自溃的不确定性的问题，目前凡是经过试验设计的自溃坝必是罕见的稀遇洪水，几乎得不到实践的验证；受经济技术条件限制的大量中小型坝、渠首工程、堤防、渠系建筑物、围堰，规范允许超标准洪水水毁，尽管海量的水毁，但规范允许人们习以为常。

本发明的超标准洪水还包括超过管理标准及战争水攻造成的洪水，本发明的分洪道包括水库溢洪道、非常溢洪道、渠首分洪道及堤防分洪道，堤坝包括水库大坝及河湖堤防,土工合成材料包括土工板、复合土工膜、不透水土工织布、彩条布、无纺布加彩条布，土工板包括常规土工板、竹缠绕复合材料板，土工板膜布包括土工板、土工膜、不透水土工织布。

综上所述，建立自溃堤坝设计理论与成套技术是关系到国土安全迫切需要解决的理论与技术难题；是城镇化、机械化条件下水利工程设计、管理迫切需要解决的理论与技术难题；是国家间界河、跨径河流分洪迫切需要解决的理论与技术难题。

利用叶兴等人的堆石坝水毁数学模型与成因动态耦合演进的方法及1978年浙省水利水电科学研究所等《南山水库自溃坝试验阶段报告》资料,建立堤坝溃决机理，再利用叶兴的堤坝防灾减灾设计理论的方法，建立自溃堤坝防灾减灾设计理论与成套技术，为解决悬而未决的世界性难题提供一种方法。

技术实现要素：

本发明的目的:依据飞砂堰的“飞砂机理”，利用自溃堤坝水毁机理构建自溃堤坝防灾减灾设计理论，通过自溃堤坝设计理论发明适用于任何水头的成套自溃堤坝结构，通过堤坝防灾减灾设计理论构建成套土工板非常分洪道，采用土工板扩展叶兴的土工合成材料非常分洪道的结构方案，把它纳入具有知识产权的规范提供理论基础与技术支撑，为解决堤防、黄河淤地坝、小塘坝、渠系建筑物水毁难题，为解决水利工程管理难题、中小型河流分洪难题、战争水攻、水库单一泄洪建筑物意外事故难题，为解决跨境河流与界河分洪难题，为解决塑料垃圾利用的难题，提供一种新方法，实现确保国土安全的目标。

本发明漫流汇流引冲自溃堤坝与土工板非常分洪道是互相独立的，漫流汇流引冲自溃堤坝还适用于土工织布、无纺布、土工膜、复合土工膜、彩条布、浆砌石、砼结构的非常分洪道，土工板非常分洪道还适用于土工板、土工织布自溃堤坝、土工膜自溃堤坝、无纺布自溃堤坝、漫流淘基引冲自溃堤坝，漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道适用于任何江河、湖泊、渠系、堤防自溃分洪，适用于大中小型水库低水头的非常溢洪道。

为实现以上目的，本发明核心技术是成套的漫流汇流引冲自溃堤坝与土工板非常分洪道两项互相独立的结构及一项关键理论，关键理论是包括自溃堤坝防灾减、临界冲刷破坏堰上水深、漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进构成的自溃堤坝防灾减灾设计理论，理论是结构的目标，结构支撑理论。

上述的目的通过以下的技术方案实现：漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道，依据漫流汇流引冲自溃堤坝防灾减灾设计理论设计漫流汇流引冲自溃堤坝，依据超标准洪水堤坝防灾减灾理论设计土工板非常分洪道，漫流汇流引冲自溃堤坝底部连接土工板非常分洪道，土工板非常分洪道两侧连接堤坝岸；超标准洪水堤坝防灾减灾理论,它是按照泄洪滩田水毁机理及防灾减灾目标确定土工板非常分洪道的结构形式与规模，以分散分洪、分散蓄水作为应对战争水攻的防灾减灾理论，漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道按漫流汇流引冲自溃堤坝漫流高程分为单级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道、多级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道，多级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道是具有两个以上高程的自溃堤坝的分洪道，以3级为例，1级自溃堤坝与2级自溃堤坝高差为1级级差d1，2级自溃堤坝与3级自溃堤坝高差为2级级差d2，3级自溃堤坝与堤坝高差为3级级差d3，它分为如下形式；多级错层侧扩自溃堤坝非常分洪道，以3级为例，它依次包括1级自溃堤坝、2级自溃堤坝、3级自溃堤坝、1级土工合成材料侧扩护坡、2级土工合成材料侧扩护坡、水平土工合成材料锚固体；多级错层叠层自溃堤坝非常分洪道，以3级为例，它依次包括1级自溃堤坝、2级自溃堤坝、3级自溃堤坝高、1级梯形土工合成材料叠层护面、2级梯形土工合成材料叠层护面、l形土工合成材料锚固体、土工板护底、土工板护坡、水平土工合成材料锚固体、土工膜布防渗刺幕；多级错层隔堤自溃堤坝非常分洪道，它是错层的隔堤分隔错层的自溃堤坝；多级斜坡隔堤自溃堤坝非常分洪道，它是斜坡隔堤分隔斜坡自溃堤坝。

为了进一步实现以上的目的，漫流汇流引冲自溃堤坝防灾减灾设计理论，它是按照堤坝溃决机理与防灾减灾目标设计漫流汇流引冲自溃堤坝的结构形式,量化设计漫流汇流引冲自溃堤坝级差、漫流汇流引冲自溃堤坝体分区、量化设计路缘石漫流汇流引冲口缺口深度，漫水堤坝溃决机理，它是漫水堤坝漫流流速超过土体抗冲流速堤坝就会发生冲刷破坏，漫水堤坝漫流冲刷破坏引起漫水堤坝几何形状改变，漫水堤坝几何形状改变引起漫水堤坝水流流态的改变，它进一步加剧冲刷破坏，漫水堤坝水流流态的改变必然经过各种固定临界冲刷破坏堰上水深，漫水堤坝几何形状改变引起土体渗流与应力改变，土体渗流与应力超过土体的允许渗透坡降、抗剪强度、抗拉强度就会引起各种漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，形成漫水堤坝冲刷破坏到堤坝溃决，再到堤坝溃口稳定的演变；临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深hd，如果堤坝顶较宽是明渠流采用式（1）、式（2）联立求解hd，如果堤坝顶是堰流采用式（2）、式（3）联立求解hd，临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深hu，采用（4）、（5）联立求解hu，临界不冲刷破坏堰上水深hn，采用（6）、（7）联立求解hn，级差di采用公式（8），漫流汇流引冲自溃堤坝体分区采用公式（9）、（10）、（11），如果堤坝比较矮采用非均匀流推求坡脚流速，路缘石漫流汇流引冲口缺口深度采用公式（12），

(1)

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

（9）

（10）

（11）

（12）

式中：hi、vi、hi+1、vi+1—分别代表堤坝顶流段的上下游断面水深(m)、流速(m/s)，中初始hi+1采用临界水深hk；△l、il—分别代表堤坝顶流段长度（m）、堤坝顶顺水流方向纵坡；j—代表堤坝顶的平均水力坡度；vd—代表堤坝下游水位处下游坡面起动流速；n、r、i—分别代表堤坝下游坡面糙率、水力半径（m）、纵坡；q、ε、m、σ、b—分别代表堤坝顶流量（m³/s）、侧收缩系数、流量系数、淹没系数、漫流宽（m）；g—代表重力加速度（m/s²）；α—代表流速分布系数；v0—代表行进流速（m/s）；vu—代表堤坝顶分缝硬化路面、沙石坝体、堤坝粘土防渗墙起动流速（m/s）；vn—代表堤坝粘土防渗墙或沙石坝体不冲流速（m/s）；di—第i级级差，m；hd—临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深，m；ai—水位上涨速率与堤坝溃决快慢及工程等级因素的各级自溃堤坝或自溃堤坝与堤坝的加高；he—代表引冲子堤坝高，m；hu—代表临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深，m；as—代表子堤坝加高，m；β—母砂石堤坝体与母非粘性易冲沙石土堤坝区上下游分界线的倾角，︒；φ—母非粘性易冲沙石土堤坝内摩擦角，︒；t—母砂石堤坝体与母非粘性易冲沙石土堤坝区水平分界线以下的母砂石堤坝体冲坑深度，m；k—冲坑系数；q—临界堤坝溯源冲刷破坏单宽流量，m³/s.m；z—上下游水位差，m；ht—下游水深，m；hg—代表带缺口路缘石的缺口深度，m；hg—代表临界堤坝脚溯源冲刷破坏缺口堰上水深，m；ag—代表缺口深度加高，m；

漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，以漫水粘土斜墙为典型，漫流堤坝下游坡开始发生冲刷破坏是明渠均匀流冲刷破坏，此时是漫水堤坝下游沙土坡溯源冲刷破坏起始阶段，对应的堰上水深为临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深hd；冲刷使堤坝底部坝坡变陡，形成明渠非均匀流逐级降水流态层面冲刷破坏，堤坝越高溯源层面冲刷越快，漫水堤坝底部坡度大于砂性土内摩擦角后，沙性土堤坝体产生倾角为砂性土内摩擦角的直线滑坡破坏，堤坝坡面出现转折，在堤坝坡面出现转折处演变为跌流冲刷破坏，堤坝越高跌流溯源冲刷越快；当漫水堤坝下游坡直线滑坡延伸至堤坝顶路面下，硬化路面形成悬臂跌流，在坝肩处形成路面跌流冲刷破坏，淘刷硬化路面基础，粘土斜墙下游的悬臂路面在自重、水重作用下发生弯矩应力破坏而局部脱落，发展为粘土斜墙悬臂跌流，当堤坝粘土斜墙后失去沙土堤坝体支撑，在渗透压力、自重作用下产生层层剥落的圆弧形滑坡破坏，在冲刷滑坡耦合破坏下，漫流堤坝粘土斜墙变薄而发生渗流破坏，掏空路基，硬化路面在自重、水重、动水冲刷作用下发生坍塌破坏，此时是漫水堤坝溃口起始阶段；当漫水堤坝粘土斜墙顶失去硬化路面防冲保护时，漫水堤坝粘土斜墙发生下切冲刷破坏，顶部非饱和固结粘土抗冲流速大下切慢，底部渗流饱和固结粘土抗冲流速小而流速大下切快，粘土斜墙在自重、水压力、土压力作用下漫水堤坝粘土斜墙悬臂发生断裂或倾覆的应力破坏，顶部非饱和固结粘土凝聚力、内摩擦角大，抗拉应力大，发生应力破坏慢，底部非饱和固结粘土凝聚力、内摩擦角小，抗拉应力小，发生应力破坏快，溃口水深增加，溃口粘土斜墙快速下切冲刷破坏，就形成漫水堤坝溃决阶段，在临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深条件下，漫水堤坝溃口起始阶段演进是一个缓慢过程，漫水堤坝越低越缓慢；在堤坝堰上水深在临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深hu条件下，堤坝顶下游路面首先发生破坏并上延，漫水堤坝粘土斜墙失去防冲保护发生下切冲刷破坏，形成漫水堤坝溃口起始阶段，同时下游坡发生溯源冲刷破坏，就快速演进为漫水堤坝溃决阶段；当堤坝堰上水深达到临界不冲刷破坏堰上水深hn，堤坝溃口侧切缓慢，形成漫水堤坝溃口稳定阶段；较窄引冲槽式自溃堤坝是三面固接的超静定结构，顶部非饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较大，发生折断、倾覆的应力破坏慢，底部饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较小，发生折断、倾覆的应力破坏快。

漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，以漫水粘土斜墙为典型，漫流堤坝下游坡开始发生冲刷破坏是明渠均匀流冲刷破坏，此时是漫水堤坝下游沙土坡溯源冲刷破坏起始阶段，对应的堰上水深为临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深hd；冲刷使堤坝底部坝坡变陡，形成明渠非均匀流逐级降水流态层面冲刷破坏，堤坝越高溯源层面冲刷越快，漫水堤坝底部坡度大于砂性土内摩擦角后，沙性土堤坝体产生倾角为砂性土内摩擦角的直线滑坡破坏，堤坝坡面出现转折，在堤坝坡面出现转折处演变为跌流冲刷破坏，堤坝越高跌流溯源冲刷越快；当漫水堤坝下游坡直线滑坡延伸至堤坝顶路面下，硬化路面形成悬臂跌流，在坝肩处形成路面跌流冲刷破坏，淘刷硬化路面基础，粘土斜墙下游的悬臂路面在自重、水重作用下发生弯矩应力破坏而局部脱落，发展为粘土斜墙悬臂跌流，当堤坝粘土斜墙后失去沙土堤坝体支撑，在渗透压力、自重作用下产生层层剥落的圆弧形滑坡破坏，在冲刷滑坡耦合破坏下，漫流堤坝粘土斜墙变薄而发生渗流破坏，掏空路基，硬化路面在自重、水重、动水冲刷作用下发生坍塌破坏，此时是漫水堤坝溃口起始阶段；当漫水堤坝粘土斜墙顶失去硬化路面防冲保护时，漫水堤坝粘土斜墙发生下切冲刷破坏，顶部非饱和固结粘土抗冲流速大下切慢，底部渗流饱和固结粘土抗冲流速小而流速大下切快，粘土斜墙在自重、水压力、土压力作用下漫水堤坝粘土斜墙悬臂发生断裂或倾覆的应力破坏，顶部非饱和固结粘土凝聚力、内摩擦角大，抗拉应力大，发生应力破坏慢，底部非饱和固结粘土凝聚力、内摩擦角小，抗拉应力小，发生应力破坏快，溃口水深增加，溃口粘土斜墙快速下切冲刷破坏，就形成漫水堤坝溃决阶段，在临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深条件下，漫水堤坝溃口起始阶段演进是一个缓慢过程，漫水堤坝越低越缓慢；在堤坝堰上水深在临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深hu条件下，堤坝顶下游路面首先发生破坏并上延，漫水堤坝粘土斜墙失去防冲保护发生下切冲刷破坏，形成漫水堤坝溃口起始阶段，同时下游坡发生溯源冲刷破坏，就快速演进为漫水堤坝溃决阶段；当堤坝堰上水深达到临界不冲刷破坏堰上水深hn，堤坝溃口侧切缓慢，形成漫水堤坝溃口稳定阶段；较窄引冲槽式自溃堤坝是三面固接的超静定结构，顶部非饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较大，发生折断、倾覆的应力破坏慢，底部饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较小，发生折断、倾覆的应力破坏快；悬臂结构的漫流汇流引冲自溃堤坝采用顶端局部断面模型试验获取ai、az。

为了进一步实现以上的目的，漫流汇流引冲自溃堤坝,利用引冲子堤坝高、母非粘性易冲沙石土堤坝区内摩擦角、母砂石堤坝体冲坑深度划分自溃堤坝分区，它包括如下形式：路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，以路缘石漫流汇流引冲粘土斜墙自溃堤坝为例，它包括引冲口土工板膜布防渗幕体连接粘土斜墙的引冲口，引冲口土工板膜布防渗幕体上下游连接引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝，粘土斜墙的引冲口周边连接土工膜布接触防渗幕，引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝下游坝肩连接路缘石漫流汇流引冲口的缺口处，引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝顶部连接分缝硬化路面，母非粘性易冲沙石土堤坝区上游连接母沙石土堤坝体，路缘石漫流汇流引冲口底部连接母非粘性易冲沙石土堤坝区下游坝肩,路缘石漫流汇流引冲口缺口下游连接喇叭形汇流引冲泄槽，路缘石缺口处设置横缝，母非粘性易冲沙石土堤坝区上游连接母沙石堤坝；上游子堤路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，以上游子堤路缘石漫流汇流引冲粘土心墙自溃堤坝为例，它依次包括引冲口土工板膜布防渗幕体、上游引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝、粘土心墙、母沙石堤坝体、母非粘性易冲沙石土堤坝区、路缘石漫流汇流引冲口、喇叭形汇流引冲泄槽、贯穿分缝硬化路面路缘石横缝、分缝硬化路面、土工膜布接触防渗幕；管带与路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，以管带与路缘石漫流汇流引冲粘土心墙自溃堤坝为例，它依次包括引冲口土工板膜布防渗幕体、引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝、粘土心墙、母沙石堤坝体、母非粘性易冲沙石土堤坝区、路缘石漫流汇流引冲口、喇叭形汇流引冲泄槽、横缝、管带、分缝硬化路面、土工膜布接触防渗幕。

为了进一步实现以上的目的，土工板非常分洪道，它包括过水土堤坝顶面连接土工板护面，土工板护面顶面连接土体防护层，土工板护面它包括土工板护底、土工板护坡，土工板护面它由多个鱼鳞形单元构成，鱼鳞形单元在流速高的区域加密布置，按照鱼鳞形单元连接型式分为土工板无缝连接、横缝鱼鳞形连接，以相邻两个鱼鳞形单元为例，土工板无缝连接，它包括土工板鱼鳞甲上游端底面连接上游鱼鳞形单元，土工板鱼鳞甲下游端底面连接下游鱼鳞形单元，横缝鱼鳞形连接，上游鱼鳞形单元顺水流搭在下游鱼鳞形单元上游端，上游鱼鳞形单元下游端连接杆线，杆线底端连接下游鱼鳞形单元；鱼鳞形单元它包括如下形式：土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元，它包括梯形土工布穿带内填土体，梯形土工布穿带顶端连接土工板鱼鳞甲；梯形土工布封闭穿带土工板鱼鳞甲形单元，它包括梯形土工布封闭穿带上游端连接上游连接杆线，梯形土工布封闭穿带下游端连接下游连接杆线，梯形土工布封闭穿带内填土体，上游连接杆线、下游连接杆线顶端连接土工板鱼鳞甲片上游端；土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元，它依次包括土工板穿带、土工板鳞片、土体；混凝土框架土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元，它包括封闭土工布穿带内填土体，封闭土工布穿带内置于混凝土框架内，混凝土框架顶端连接土工板鳞片上游端；钢筋混凝土桩梁土工板鱼鳞甲形单元，它依次包括钢筋混凝土梁、土工板鳞片、土基、杆线、钢筋混凝土桩，钢筋混凝土桩打入土基；l形土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元，它包括开敞式l形土工板穿带内填土体，开敞式l形土工板穿带顶端连接土工板鳞片上游端。

本发明的有益效果：1.本发明的应对战争水攻的国防价值，包括本发明在内的土工合成材料的自溃堤坝、非常溢洪道可以应急现建、价廉、实施方便的特点，它就可以用于应对战争水攻；应对上游水库水攻溃坝涌浪灾害，在水库的副坝、岸边低坝处现建其防止或减少溃坝灾害，在渠首工程两岸堤防或拦河坝上现建防止溃坝涌浪摧毁渠首工程；在江河分洪闸上游现建其防止溃坝涌浪摧毁分洪闸而改道；在江河两岸的堤防分散多建其，防止溃坝涌浪摧毁堤防导致河流改道及溃堤涌浪灾害，战时全民性分散现建具有本发明的小型塘坝、中小型水库蓄水、就地农业供水，减少水攻高坝溃坝风险、减少淹没耕地、减少供水工程及占地、减少农业超采地下水威胁城镇饮水安全，避免大型水库水攻高坝溃坝灾害及对生态环境的影响，保障粮食安全。2.本发明的漫流汇流引冲自溃堤坝防灾减灾设计理论的学术价值，本发明量化中国古代“飞砂堰”并采用新型“土工合成材料”很好地解决了国际自溃堤坝长达60年的科学难题和技术瓶颈，它与现有个体试验设计自溃坝的理论比较，根本区别是利用堤坝溃决机理量化设计多级漫流汇流引冲自溃堤坝、量化设计漫流汇流引冲自溃堤坝分区，它解决现行只能试验获取个体的自溃坝的临界条件与自溃时间的难题，即解决了国内外斥巨资而没有解决的世界性理论难题，填补自溃堤坝设计理论的空白，为制定自溃堤坝规范、为推广应用自溃堤坝提供理论基础；为远程控制、自动控制在水利工程中应用提供安全理论与技术保障，解决全球城镇化偏远中小型水利工程缺少管理值守人员的难题。量化设计多级漫流汇流引冲自溃堤坝的级差，它解决现有设计理论不能解决的超标准洪水不确定性、无限性的难题；通过漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，发明成套的分区式漫流汇流引冲自溃堤坝，改变现有自溃堤坝的结构，利用标准化的非粘性易冲沙石土的级配、中值粒径量化设计自溃堤坝分区，由此确定自溃临界条件、自溃时间，它解决现有设计理论不能解决的固结粘土、硬化路面、粗粒径沙石堤坝体自溃的不确定性的难题，分区式漫流汇流引冲自溃堤坝结构与漫流汇流引冲自溃堤坝量化设计相互支撑，实现漫流汇流引冲自溃堤坝可靠、可预测、可控的自溃。建立漫流汇流引冲自溃堤坝设计理论，进一步支撑叶兴的堤坝防灾减灾设计理论，并扩展到较高水头，依据高堤坝溃决的快、产生灾害大，按叶兴的防灾减灾理论，在设计时，在最大堤坝处增加防灾减灾的级差高，在抗洪抢险时，在最大堤坝处增加防灾减灾的级差高，防止在最大堤坝处溃决，突破现有堤坝一条线设计理论,为修改现行堤坝设计规范提供理论依据；以临界冲刷破坏堰上水深作为自溃堤坝级差、引冲子堤坝高度的量化设计依据，再辅以ai、as加高系数解决不同堤坝的不确定洪水、不确定自溃的问题；利用引冲堤坝高、无粘性土易冲沙石内摩擦角及冲坑深度，量化自溃堤坝分区，它避开固结粘土、硬化路面、粗粒径沙石堤坝体在水流流态变化过程及各种漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进的极其复杂过程，由标准化的量化设计自溃堤坝分区，形成固定的自溃临界条件、自溃时间，化繁为简具有可操作性;漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，把自溃堤坝极其复杂的溃决表象化解为动态演进机理,为建立成套自溃堤坝结构提供理论基础，有理论就可以引入本科教学课堂，把设计、施工、管理的各个环节联系到一起，漫水堤坝下游沙石土坡溯源冲刷破坏，它为多级自溃级差设计及自溃堤坝分区设计提供理论基础，它揭示足够高的现行粘土防渗体自溃堤坝是可以作为非暴涨水位的自溃堤坝，为判断分析已建低矮自溃堤坝自溃可靠性、为选择新建低矮自溃堤坝型式提供依据，它也可以用于揭示自溃坝没及时溃决而导致主坝溃决案例的原因；漫水堤坝溃口起始阶段，它为确定引冲子堤结构、自溃堤坝分布区设计提供理论基础，进而解决具有硬化路面、固结粘土、粗粒径沙石堤坝体的自溃堤坝设计理论难题，堤坝溃口稳定阶段可以判定自溃堤坝的残留与分洪能力；自溃堤坝顶端固结粘土，是低流速抗冲性大、低水头抗拉应力大，这也揭示有些自溃堤坝不能及时自溃的原因，是破解固结粘土自溃不确定性的关键，为发明引冲子堤坝提供理论依据；现有引冲槽式自溃堤坝粘土斜墙，是三面固结超静定结构，揭示现在自溃坝试验无法通用的关键，为发明悬臂结构的漫流自溃堤坝及漫流汇流自溃堤坝结构提供理论依据；自溃堤防设计理论的目标是防灾减灾，不仅是利用自溃堤坝自溃快而且还利用自溃堤坝自溃慢，因为短历时洪水的自溃堤防慢溃也是减灾。本发明的漫水堤坝溃机理的科研价值，分区漫流汇流引冲自溃堤坝只要子堤坝快速可靠溃决后，此时自溃堤坝具备超泄能力减缓堤坝水位的上升速度，同时获取足够的冲刷水头加快自溃，自溃越来越快，所以通过原型断面模型试验研究漫流自溃堤坝的母堤坝顶面局部自溃，代替整体自溃堤坝是偏于安全的，据此可以判断自溃的可靠性，可以满足设计要求，无需大比尺试验或整体试验，试验简单具有可操作性，本发明的理论与悬臂结构均可以通过断面试验验证，而且同类工程可以采纳试验结果，为制定自溃堤坝标准进行科学实验研究、为具体工程试验研究提供试验理论依据，它也是破解顶尖的世界性难题的关键。采用原状土试验获取非饱和及饱和固结粘土防渗体悬臂结构临界条件，采用断面原型获取粘土允许拉应力、起动流速，据此可以找出相同的粘土在固结状态与现碾压状态自溃的关性；通过土体起动流速就可以获取临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深、临界堤坝下切冲刷破坏堰上水深、临界不冲刷破坏堰上水深；研究非粘性易冲沙石土自溃时间可以建立标准化的自溃堤坝分区设计，通过断面试验研究粗粒径沙石体起动流速以及各种流速的下切率，就可以确定ai、as标准值。3.本发明的公益性价值及治理黄河价值，本发明简单易行、价廉可以面向小塘坝的小微农户提供公益性技术指导具有可操作性，填补私营小微水利工程设计管理的空白，为水利社会转型提供技术支撑，私营自建自然有效益，海量小微农户总体社会经济效益高，同时避免海量塘坝水毁造成的巨额经济损失与环境破坏。本发明可以解决淤地坝统一溃决难题，完善我国治理黄河独特的淤地坝设计，避免危及黄河安全。4.本发明防汛管理的价值：采用本发明向滩田均衡分散分洪，低标准洪水分洪采用固定周期轮换制，分洪处设置水位自动预报系统，它解决不具备建滞洪区的条件的跨境小流域河流分洪难题，解决建分洪闸造价高、远离村屯管理的难题，解决现有集中淹一处不公平、受反对的分洪闸选址难题。由于本发明造价低、无人管理、自动可控分洪在经济、技术上可行；因为有确定的分洪地点、确定的分洪水位再辅以自动预报系统，居民、农民会自主组织防范、自动撤离，政府组织防汛、撤离也容易，它解决“狼来啦”的世界性的社会难题。5.本发明的漫流汇流引冲自溃堤坝：与现有自溃堤坝的根本区别是，(1)依据自溃堤坝溃决机理，改变现有粘土防渗体自溃堤坝的结构，构建成套的造价低廉、结构简单、超泄超溃减涌浪的漫流汇流引冲自溃堤坝，依据自溃堤坝溃决机理，对成套的超泄超溃减涌浪的漫流汇流引冲自溃堤坝进行分区并量化设计,解决现有自溃堤坝无法解决不确定性的、无限的超标准洪水难题与不可控的涌浪灾害的难题，解决现有自溃堤坝无法解决的固结粘土、硬化路面、粗粒径沙石坝体自溃不确定性的难题，解决现有自溃坝设计采用个体试验而无法通用的难题；(2)漫流汇流引冲自溃堤坝分区效果是，母非粘性易冲沙石土堤坝体区溯源冲刷破坏及直线滑坡上延，导致分缝硬化路面快速坍塌、防渗体失去堤坝体支撑而倾覆破坏，进而引起子非粘性易冲沙石土堤坝渗流破坏；子非粘性易冲沙石土堤坝，渗流进一步引起硬化路面坍塌，在低水头、低流速条件下渗流与冲刷耦合作用下快速溃决，自溃堤坝获取足够的流速实现引冲，粗粒径或含粘性土的堤坝体，利用天然材料降低造价的同时也利用慢溃减缓溃坝涌浪灾害；固结粘土防渗体，在下切流速保证安全自溃的条件下，利用固结粘土慢溃减缓溃坝涌浪；（3）引冲口土工板膜布防渗幕体代替引冲口粘土防渗墙避开固结粘土防渗墙的问题，其在子非粘性易冲沙石土堤坝溯源冲刷破坏倾覆脱落，进而引起子堤坝破坏、硬化路面坍塌溃决引冲,它是解决有硬化路面低漫流水头、低矮自溃堤坝溃决慢的难题的关键；(4)汇流引冲以较小的漫流水头获取较大的冲刷单宽流量，漫流具有超泄能力，漫流水头越大溃决的越快，具有超溃能力，它解决解决超标准洪水不确定性、无限性的难题；一方面，自溃堤坝引冲口分区，在汇流淘刷引起母非粘性易冲沙石土堤坝区直线滑坡上延，淘空引冲口的路缘石基础，引起路缘石坍塌，进一步增加冲刷水头，路缘石起到横向集中导流作用，使有横缝的路面坍塌后向上游扩展；另一方面，较宽引冲口易溃的土工板膜布防渗幕体引冲口快速溃决后，在路缘石起到横向集中导流作用，横向淘刷路面下基础，路面基础在下游回淘、侧淘耦合作用下坍塌，失去沙石堤坝体支撑的粘土悬臂心墙结构，失去悬臂固接作用，在水压力、土压力、渗流作用下粘土防渗体发生倾覆破坏，解决顶部非饱和固结粘土三面固结超静定结构在低流速、低水头条件下抗冲、抗拉溃决不确定性的难题，解决硬化路面、粗粒径沙石坝体溃决不确定性的难题。对于当地缺少非粘性易冲沙石土地区，分区可以提高自溃速度并降低工程造价，固结粘土、粗粒径沙石坝体的缓溃消减溃堤坝涌浪。利用引冲子堤坝高、母非粘性易冲沙石土堤坝区内摩擦角、母砂石堤坝体冲坑深度划分自溃堤坝分区，量化设计自溃堤坝分区。路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，优点是工程量省，缺点是分缝硬化路面减缓自溃速度；上游子堤路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，优点是易溃决的子堤坝获取较高溃决流速冲刷母堤坝的分缝硬化路面，减少母分缝硬化路面对溃决的影响，管理方便，缺点是工程量较前者大；管带与路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝，优点是当引冲管连接织布带小洪水通过管带分洪，不启动自溃堤坝，直接打开形成引冲管引冲，如果主体分洪建筑物出现事故，可以应急时主动引冲自溃分洪，大洪水引冲管与路缘石漫流汇流共同引冲，缺点管理要求高。本发明与现有漫流自溃坝比较，现在仅有水库自溃坝，本发明涵盖水库大坝与河湖渠堤防各种水头的成套自溃堤坝结构，它不受固结粘土、硬化路面影响；与现有土工膜自溃堤坝比较，本发明土工板膜布防渗幕体防止其阻滞自溃的问题，而且其选材广不局限于土工膜；与自动倾覆的混凝土防渗墙比较，本发明造价低，可逐级控制涌浪，避免灾害性的倾覆涌浪；与人工爆破分洪比较，本发明无人值守、自动可控分洪、管理方便；与现行有闸引冲槽、引冲管自溃堤坝比较，较宽的漫流汇流引冲口的容易溃决的悬臂结构，结构简单造价低，加密引冲口间距对造价影响不大，它解决现行有闸引冲槽、引冲管的三面固的粘土防渗墙自溃堤坝按个体试验资料设计的难题，它无需闸门控制自动分洪。6.本发明的漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道：与现有自溃堤坝分洪道根本区别是，依据自溃堤坝溃决机理，利用防灾减灾理论，进行自溃堤坝与非溢流堤坝的高差、多级自溃堤坝级差是通用性的量化设计，小水小溃、大洪水大溃，实现防灾减灾，它解决超标准洪水的无限性、不确定性的难题，解决目前个体试验设计多级自溃坝的难题；依据非常分洪道超标准洪水防灾减灾设计理论设计土工板非常分洪道,解决众多小型水利工程水毁与面向滩田分洪的难题。与叶兴的多级自溃堤坝非常溢洪道比较，叶兴以前的多级自溃堤坝仅局限低水头分洪面向滩田，本发明在材料上扩展到土工板适用面广，在结构上增加隔堤、斜坡连接；本发明的错层优点是结构及水力学特征简单，缺点不适合车辆通行，适用于子堤自溃堤坝，隔堤优点是可以临时搭起简易桥便于交通与封堵分流口，分流堰顶高程可以灵活布置，通过分洪堰顶高程可以及时控制分洪，与地面齐平具有超泄能力并兼顾排涝，缺点是工程量大，适用于交通要求高或及时控制分洪的堤防与水库，尤其在战争中可快速临建便桥恢复交通具有国防功能；斜坡优点是车辆可以通行，缺点是自溃水力特征复杂，自溃水位难于精准分级控制，适用于交通要求高的自溃堤坝；侧扩优点是共用消能防冲段工程量小结构简单，缺点是控制分洪水位单一且较髙堰超泄能力小，一旦分洪阻断交通，适用于交通要求不高的有排水闸旳堤防及小型水库；多级叠层优点是工程量小，分洪堰高可变，大洪水大分、小洪水小分，缺点结构复杂且要求叠层高度较大，适用于较高自溃堤坝、交通要求不高、分洪宽度有限的堤坝。与无非常溢洪道的水库设计方案比较，本发明可以避免单一有闸控制大孔口的土石坝坝肩溢洪道的意外事故危及土坝安全的难题，避免造价高且满负荷启用概率极低的钢结构锈蚀需要斥巨资养护维修的难题，避免露天混凝土受老化、冻融、冻胀、沉降、渗流破坏的难题；与分洪闸比较，本发明不存在闸门锈蚀、露天混凝土老化、冻融、冻胀及日常养护维修与管理问题，自动分洪避免管理漏洞、突发战争水攻难题；与单一分洪闸比较，配有漫流淘基自溃堤坝自动分洪，可以利用远程控制及自动控制分洪闸解决城镇化条件下众多偏远闸门缺管理人员的难题；与堤坝无闸分洪道比较，混凝土无闸分洪道必然较高堰上水头，如果大单宽流量，需要较高非溢流堤坝，水库淹没大，无法直接向滩田分洪，本发明造价低采用宽的分洪道控制较小堰上水头，降低非溢流堤坝高度，可以直接向滩田分洪，如果小单宽流量，需要较长溢流坝，工程造价高，本发明淹没小，工程造价低；与现有多级自溃堤坝混凝土非常溢洪道比较，现有混凝土隔墩形式造价高，本发明造价极低，通过多级漫流淘基自溃堤坝分洪道小水小溃大水大溃，解决洪水不确定性难题，实现防灾减灾目的，解决超标准洪水的不确定性问题；与无分洪建筑物比较，本发明的土工板非常分洪道造价极低，它为改变现在允许水利工程超标准洪水水毁的设计理论，为建立堤坝超标准洪水防灾减灾理论提供技术支撑。采用本发明可以解决现有的洪水标准低、无非常分洪措施的淤地坝、大量无分洪闸的河道堤防、渠系建筑物、围堰水毁的问题；它有利于解决国家间跨境河流界河分洪的难题；减少分洪闸老化锈蚀的维修问题；并为塑料垃圾再利用提供一种新途径。7.本发明的土工板非常分洪道：与叶兴的土工合成材料非常分洪道比较，在结构上增加土工板鱼鳞甲的结构，适用于更高水头更高流速及较小漂浮物，在材料上比较，本发明采用的土工板优点是可以应急现建，遇到战争可以征用民用化工板代替土工板；结构简单实施方便；梯形及封闭穿带适用于沙土地基的，土工板鱼鳞形护面的鱼鳞形搭接起到排水减压分散水流剪切力，防止在扬压力、局部破损动水压力作用下掀翻土工板鱼鳞形护面，缺点搭接过多工程量增加；土工板无缝连接，优点结构简单工程量省，适用于小流速的非常分洪道；土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元，其梯形土工布穿带固定土工板鱼鳞甲，土工板鱼鳞甲可以抵御漂浮物，适用于低流速；梯形土工布封闭穿带土工板鱼鳞甲形单元，其局部发生破坏，梯形土工布封闭穿带阻滞冲刷上延；土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元，其局部发生破坏，土工板穿带阻滞冲刷上延，缺点是竖向土工板被淘刷受单向土压力易倾覆，适用于低流速浅穿带的自溃堤坝；混凝土框架土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元，它抵御较高流速，防止土工板鱼鳞甲破坏冲刷上延，适用于高水头自溃堤坝的坡脚及消能措施末端；钢筋混凝土桩梁土工板鱼鳞甲形单元，适用于现有较低的堤坝改建为非常分洪道；l形土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元，适用于梯形土工合成材料叠层护面。

附图说明：

图1漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道纵断面示意图；

图2多级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道型式立视示意图；

图3漫流汇流引冲自溃堤坝型式纵断面与立视示意图；

图4鱼鳞形单元型式细部示意图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的最佳实施方式作详细说明（参见图1、图2、图3、图4）

实施例1：流域分洪体系，某流域堤防采用漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道，依据漫流汇流引冲自溃堤坝防灾减灾设计理论设计漫流汇流引冲自溃堤坝1，依据超标准洪水堤坝防灾减灾理论设计土工板非常分洪道2，漫流汇流引冲自溃堤坝1底部连接土工板非常分洪道2，土工板非常分洪道2两侧连接堤坝岸3；超标准洪水堤坝防灾减灾理论,它是按照泄洪滩田水毁机理及防灾减灾目标确定土工板非常分洪道的结构形式与规模，以分散分洪、分散蓄水作为应对战争水攻的防灾减灾理论，漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道按漫流汇流引冲自溃堤坝1漫流高程分为单级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道、多级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道，多级漫流汇流引冲自溃堤坝土工板非常分洪道是具有两个以上高程差为级差di的自溃堤坝的分洪道，多级自溃小水小溃、大水大溃，土工板非常分洪道2按自溃堤坝顶形状与连接型式分为如下形式；多级错层侧扩自溃堤坝非常分洪道ⅱ-①，以3级错层侧扩自溃堤坝非常分洪道为例，它依次包括1级自溃堤坝ⅰ-1-①、2级自溃堤坝ⅰ-2-①、3级自溃堤坝ⅰ-3-①、堤坝岸3依次以1级级差d1、2级级差d2、3级级差d3错层对称连接，量化设计级差，小洪水小溃、大洪水大溃，1级土工合成材料侧扩护坡a-1-①、2级土工合成材料侧扩护坡a-2-①依次分隔1级自溃堤坝ⅰ-1-①、2级自溃堤坝ⅰ-2-①、3级自溃堤坝ⅰ-3-①，当1级自溃堤坝漫水发生溃决分洪时，1级土工合成材料侧扩护坡起防冲作用，当2级自溃堤坝漫水发生溃决分洪时，1级土工合成材料侧扩护坡被冲走，其它各级以此类推，水平土工合成材料锚固体a1连接土工合成材料侧扩护坡水平缝底部；多级错层叠层自溃堤坝非常分洪道ⅱ-②，以3级错层叠层自溃堤坝非常分洪道为例，以3级错层叠层自溃堤坝非常分洪道为例，它包括1级自溃堤坝ⅰ-1-②、2级自溃堤坝ⅰ-2-②、3级自溃堤坝ⅰ-3-②、堤坝岸3依次以1级级差d1、2级级差d2、3级级差d3错层对称连接，1级梯形土工合成材料叠层护面a-1-②、2级梯形土工合成材料叠层护面a-2-②依次分隔1级自溃堤坝ⅰ-1-②、2级自溃堤坝ⅰ-2-②、3级自溃堤坝ⅰ-3-②、水平土工合成材料锚固体a1、土工膜布防渗刺幕a2，l形土工合成材料锚固体a0顶端连接梯形土工合成材料叠层护面纵缝处，当1级自溃堤坝漫水发生溃决分洪时，1级梯形土工合成材料叠层护面起防冲作用，当2级自溃堤坝漫水发生溃决分洪时，1级梯形土工合成材料叠层护面起首先护坡顶部破坏，l形土工合成材料锚固体被掏空失去锚固作用，最后底部基础被掏空，1级梯形土工合成材料叠层护面被冲走，其它各级自溃以此类推；多级错层隔堤自溃堤坝非常分洪道，它是错层的隔堤分隔错层的自溃堤坝，优点是控制分洪水位灵活，缺点工程量大，不适用车辆通行；多级斜坡隔堤自溃堤坝非常分洪道，它是斜坡隔堤分隔斜坡自溃堤坝，优点是控制分洪水位灵活，缺点工程量大，适用车辆通行。

漫流汇流引冲自溃堤坝防灾减灾设计理论，它是按照堤坝溃决机理与防灾减灾目标设计漫流汇流引冲自溃堤坝的结构形式，量化设计漫流汇流引冲自溃堤坝级差、漫流汇流引冲自溃堤坝体分区、量化设计路缘石漫流汇流引冲口缺口深度，漫水堤坝溃决机理，它是漫水堤坝漫流流速超过土体抗冲流速堤坝就会发生冲刷破坏，漫水堤坝漫流冲刷破坏引起漫水堤坝几何形状改变，漫水堤坝几何形状改变引起漫水堤坝水流流态的改变，它进一步加剧冲刷破坏，漫水堤坝水流流态的改变必然经过各种固定临界冲刷破坏堰上水深，漫水堤坝几何形状改变引起土体渗流与应力改变，土体渗流与应力超过土体的允许渗透坡降、抗剪强度、抗拉强度就会引起各种漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，形成漫水堤坝冲刷破坏到堤坝溃决，再到堤坝溃口稳定的演变；临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深hd，如果堤坝顶较宽是明渠流采用式（1）、式（2）联立求解hd，如果堤坝顶是堰流采用式（2）、式（3）联立求解hd，临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深hu，采用（4）、（5）联立求解hu，临界不冲刷破坏堰上水深hn，采用（6）、（7）联立求解hn，级差di采用公式（8），漫流汇流引冲自溃堤坝体分区采用公式（9）、（10）、（11），如果堤坝比较矮采用非均匀流推求坡脚流速，路缘石漫流汇流引冲口缺口深度采用公式（12），

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（11）

（12）

式中：hi、vi、hi+1、vi+1—分别代表堤坝顶流段的上下游断面水深(m)、流速(m/s)，中初始hi+1采用临界水深hk；△l、il—分别代表堤坝顶流段长度（m）、堤坝顶顺水流方向纵坡；j—代表堤坝顶的平均水力坡度；vd—代表堤坝下游水位处下游坡面起动流速；n、r、i—分别代表堤坝下游坡面糙率、水力半径（m）、纵坡；q、ε、m、σ、b—分别代表堤坝顶流量（m³/s）、侧收缩系数、流量系数、淹没系数、漫流宽（m）；g—代表重力加速度（m/s²）；α—代表流速分布系数；v0—代表行进流速（m/s）；vu—代表堤坝顶分缝硬化路面、沙石坝体、堤坝粘土防渗墙起动流速（m/s）；vn—代表堤坝粘土防渗墙或沙石坝体不冲流速（m/s）；di—第i级级差，m；hd—临界堤坝溯源冲刷破坏堰上水深，m；ai—水位上涨速率与堤坝溃决快慢及工程等级因素的各级自溃堤坝或自溃堤坝与堤坝的加高；he—代表引冲子堤坝高，m；hu—代表临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深，m；as—代表子堤坝加高，m；β—母砂石堤坝体与母非粘性易冲沙石土堤坝区上下游分界线的倾角，︒；φ—母非粘性易冲沙石土堤坝内摩擦角，︒；t—母砂石堤坝体与母非粘性易冲沙石土堤坝区水平分界线以下的母砂石堤坝体冲坑深度，m；k—冲坑系数；q—临界堤坝溯源冲刷破坏单宽流量，m³/s.m；z—上下游水位差，m；ht—下游水深，m；hg—代表带缺口路缘石的缺口深度，m；hg—代表临界堤坝脚溯源冲刷破坏缺口堰上水深，m；ag—代表缺口深度加高，m；

漫水堤坝溃决破坏成因的耦合破坏动态演进，把自溃堤坝极其复杂的溃决表象化简为极其简单的机理,为建立成套漫流汇流引冲自溃堤坝结构提供理论基础，填补自溃堤坝设计理论的空白,以漫水粘土斜墙为典型，当漫流堤坝顶开始以较小漫流水深漫流时，堤坝顶路面及下游坡具有一定抗冲性，均不发生冲破坏，漫流堤坝下游坡水流流态是明渠均匀流，当漫流堤坝顶水深增加，漫流堤坝下游坡开始发生明渠均匀流冲刷破坏，此时是漫水堤坝下游沙土坡溯源冲刷破坏起始阶段，为多级自溃级差设计及漫流汇流引冲自溃堤坝设计提供理论基础,对应的堰上水深为临界堤坝脚溯源冲刷破坏堰上水深hd，为级差量化设计提供理论基础；如果在堤坝底部发生冲刷破坏，堤坝底部坝坡变陡，坝坡变陡逐级向上部传导，形成明渠非均匀流逐级降水流态层面冲刷破坏，构成底部冲刷快的漫水堤坝溯源层面冲刷破坏特征，堤坝越高溯源冲刷越快，漫水堤坝底部坡度大于砂性土休止角后，沙性土堤坝体产生倾角为砂性土内摩擦角的直线滑坡破坏，堤坝坡面出现转折，在堤坝坡面出现转折处发生堤坝坝坡跌流冲刷破坏，堤坝越高跌流冲刷冲坑越大，下切速度越快，引发后续直线滑坡越快，底部继续快速下切，堤坝坝坡跌流溯源冲刷越快；当漫水堤坝下游坡直线滑坡延伸至堤坝顶路面下，硬化路面形成悬臂跌流，在坝肩处形成路面跌流冲刷破坏，淘刷硬化路面基础，粘土斜墙下游的悬臂路面在自重、水重作用下发生弯矩应力破坏而局部脱落，导致粘土斜墙形成悬臂跌流，当堤坝粘土斜墙后失去沙土堤坝体支撑，在渗透压力、自重作用下产生圆弧形滑坡破坏，表现在堤坝粘土斜墙下游层层剥落，此时是漫水堤坝溃口起始阶段,为确定漫流汇流引冲自溃堤坝结构设计及引冲子堤结构设计提供理论基础；当漫水堤坝粘土斜墙顶失去硬化路面防冲保护时，漫水堤坝粘土斜墙发生下切冲刷破坏，顶部非饱和固结粘土下切慢，底部渗流饱和固结粘土下切快，同时漫水堤坝粘土斜墙悬臂加大，粘土斜墙在自重、水压力、土压力作用下漫水堤坝粘土斜墙悬臂发生应力破坏而断裂，或者发生倾覆破坏，顶部非饱和固结粘土应力破坏慢，底部渗流饱和固结粘土应力破坏快，溃口水深增加，溃口粘土斜墙快速下切冲刷破坏，就形成漫水堤坝溃决阶段，进而解决粘土固结的理论难题，在临界堤坝脚溯源冲刷破坏堰上水深条件下，由漫水堤坝下游沙土坡溯源冲刷破坏到漫水堤坝溃口起始阶段演进是一个缓慢过程，漫水堤坝越低越缓慢，较低的漫水堤坝由漫水堤坝溃口起始阶段演进到漫水堤坝溃决阶段也是缓慢过程；当堤坝堰上水深快速达到临界堤坝顶下切冲刷破坏堰上水深hu，堤坝堰顶的临界流流速大于路面起动流速时，堤坝顶下游路面首先发生破坏，然后上延冲刷破坏，漫水堤坝粘土斜墙失去防冲保护，堤坝堰顶的临界流流速大于堤坝粘土防渗墙起动流速，堤坝粘土斜墙顶层发生下切冲刷破坏，直接快速形成漫水堤坝溃口起始阶段，同时下游坡发生溯源冲刷破坏，就快速演进为漫水堤坝溃决阶段，漫水堤坝越高漫水堤坝溃决演进越快；当堤坝堰上水深达到临界不冲刷破坏堰上水深hn，由于漫水堤坝溃决后上游水位降落下游水深增加，堤坝溃口流速降低，当溃口临界流的流速低于粘土斜墙不冲流速，堤坝溃口下切缓慢，形成漫水堤坝溃口稳定阶段，可以判定自溃堤坝的残留与分洪能力。较窄引冲槽式自溃堤坝是三面固接的超静定结构，顶部非饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较大，发生折断、倾覆的应力破坏慢，底部饱和固结粘土的凝聚力、内摩擦角较小，发生折断、倾覆的应力破坏快。

漫流汇流引冲自溃堤坝1，利用引冲子堤坝高、母非粘性易冲沙石土堤坝区内摩擦角、母砂石堤坝体冲坑深度划分自溃堤坝分区，它包括如下形式：路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝1-a，以路缘石漫流汇流引冲粘土斜墙自溃堤坝为例，它包括引冲口土工板膜布防渗幕体1-1-a连接粘土斜墙1-3-a的引冲口，避开固结粘土对低流速自溃堤坝影响，引冲口土工板膜布防渗幕体1-1-a上下游连接引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝1-2-a，粘土斜墙1-3-a的引冲口周边连接土工膜布接触防渗幕1-9-a，土工膜布接触防渗幕延长渗径，引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝1-2-a下游坝肩连接路缘石漫流汇流引冲口1-5-a的缺口处，引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝1-2-a顶部连接分缝硬化路面1-8-a，路缘石漫流汇流引冲口底部连接母非粘性易冲沙石土堤坝区1-4-a下游坝肩，母非粘性易冲沙石土堤坝区1-4-a上游连接母沙石土堤坝体1-4-a，路缘石漫流汇流引冲口1-5-a缺口下游连接喇叭形汇流引冲泄槽1-6-a，以较小的漫流水头获取较大的冲刷流速，路缘石漫流汇流引冲口1-5-a缺口处设置横缝1-7-a，基础被淘刷及时坍塌，进一步获取较高汇流水头，母非粘性易冲沙石土堤坝区1-4-a上游连接母沙石堤坝1-4-a,母非粘性易冲沙石土堤坝区快速冲刷引起直线滑坡导致分缝硬化路面快速坍塌，快速增加粘土斜墙悬臂高度，进而发生断裂应力破坏，获取足够冲刷水头冲刷固结母粘斜墙土及粗粒径沙石堤坝体；上游子堤路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝1-b，上游子堤引冲口与下游漫流汇流引冲共同作用，加快引冲口的形成，坝顶横向水流淘刷子堤坝与母堤坝基础，加快子堤坝与母堤坝溃决，以上游子堤路缘石漫流汇流引冲粘土心墙自溃堤坝为例，它包括引冲口土工板膜布防渗幕体1-1-b、上游引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝1-2-b、粘土心墙1-3-b、母沙石堤坝体1-4-b、母非粘性易冲沙石土堤坝区1-4-b、路缘石漫流汇流引冲口1-5-b、喇叭形汇流引冲泄槽1-6-b、贯穿分缝硬化路面路缘石横缝1-7-b、分缝硬化路面1-8-b、土工膜布接触防渗幕1-9-b；管带与路缘石漫流汇流引冲自溃堤坝1-c，分洪时接织布带，小水分洪保自溃堤坝，大水直接分洪引冲，引冲管加快引冲口形成，以管带与路缘石漫流汇流引冲粘土心墙自溃堤坝为例，它依次包括引冲口土工板膜布防渗幕体1-1-c、引冲口子非粘性易冲沙石土堤坝1-2-c、粘土心墙1-3-c、母沙石堤坝体1-4-c、母非粘性易冲沙石土堤坝区1-4-c、路缘石漫流汇流引冲口1-5-c、喇叭形汇流引冲泄槽1-6-c、横缝1-7-c、管带1-8-c、分缝硬化路面1-9-c、土工膜布接触防渗幕1-10-c。

土工板非常分洪道2，它包括土工板非常分洪道2，它包括过水土堤坝2-1顶面连接土工板护面，土工板护面顶面连接土体防护层2-4，土工板护面它包括土工板护底2-2、土工板护坡2-3，土工板护面它由多个鱼鳞形单元构成，鱼鳞形单元在流速高的区域加密布置，阻滞冲刷破坏上延，按照鱼鳞形单元连接型式分为土工板无缝连接ⅱ-ⅰ、横缝鱼鳞形连接ⅱ-ⅱ，以相邻两个鱼鳞形单元为例，土工板无缝连接ⅱ-ⅰ，优点工程量省、缺点适用于低流速，它包括土工板鱼鳞甲ⅱ-2上游端底面连接上游鱼鳞形单元ⅱ-a-ⅰ，土工板鱼鳞甲ⅱ-2下游端底面连接下游鱼鳞形单元ⅱ-b-ⅰ，横缝鱼鳞形连接ⅱ-ⅱ，排水减压、防冲，它包括上游鱼鳞形单元ⅱ-a-ⅱ顺水流搭在下游鱼鳞形单元ⅱ-b-ⅱ上游端，上游鱼鳞形单元ⅱ-a-ⅱ下游端连接杆线ⅱ-c，杆线ⅱ-c底端连接下游鱼鳞形单元ⅱ-b-ⅱ；鱼鳞形单元它包括如下形式：土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-a，它包括梯形土工布穿带ⅱ-1-a内填土体ⅱ-3-a，梯形土工布穿带ⅱ-1-a顶端连接土工板鱼鳞甲ⅱ-2-a，梯形土工布穿带固定土工板鱼鳞甲，土工板鱼鳞甲防冲、防漂浮物冲击；梯形土工布封闭穿带土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-b，它包括梯形土工布封闭穿带ⅱ-1-b上游端连接上游连接杆线ⅱ-c-1，一旦土工板鱼鳞甲发生破坏，土工布封闭穿带可以抵御冲刷上延，杆线透水连接，固定土工板鱼鳞甲并排水，梯形土工布封闭穿带ⅱ-1-b下游端连接下游连接杆线ⅱ-c-2，梯形土工布封闭穿带ⅱ-1-b内填土体ⅱ-3-b，上游连接杆线ⅱ-c-1、下游连接杆线ⅱ-c-2顶端连接土工板鱼鳞甲片ⅱ-2-b上游端；土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-c，穿带可以抵御冲刷上延，它依次包括土工板穿带ⅱ-1-c、土工板鳞片ⅱ-2-c、土体ⅱ-3-c，适用于低流速浅穿带的自溃堤坝；混凝土框架土工布穿带土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-d，它包括封闭土工布穿带（ⅱ-1-d）内填土体（ⅱ-3-d），封闭土工布穿带（ⅱ-1-d）内置于混凝土框架（ⅱ-4-d）内，混凝土框架（ⅱ-4-d）顶端连接土工板鳞片（ⅱ-2-d）上游端，整体性强。穿带可以抵御冲刷上延，适用于堤坝脚、消能末端及高流速的护面；钢筋混凝土桩梁土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-e，它依次包括钢筋混凝土梁ⅱ-1-e、土工板鳞片ⅱ-2-e、土基ⅱ-3-e、杆线ⅱ-4-e、钢筋混凝土桩ⅱ-5-e，钢筋混凝土桩ⅱ-5-e打入土基ⅱ-3-e，适用于现有较低的堤坝改建为非常分洪道；l形土工板穿带土工板鱼鳞甲形单元ⅱ-f，它包括开敞式l形土工板穿带ⅱ-1-f内填土体ⅱ-3-f，开敞式l形土工板穿带固定土工板鳞片，基础被淘刷失去固定功能，适用于梯形土工合成材料叠层护面，开敞式l形土工板穿带ⅱ-1-f顶端连接土工板鳞片ⅱ-2-f上游端。

堰高3米以上且堰上水头1米以上的土工板非常分洪道类型选择应进行水工模型试验验证。

实施例2，战争水攻非常分洪、国家间界河跨径河流非常分洪：1）防止战争水攻，采用分散分洪、分散蓄水的方法，利用土工合成材料的自溃堤坝、非常溢洪道可以应急现建、价廉、实施方便的特点，应对战争水攻；应对上游水库水攻溃坝涌浪灾害，在水库的副坝、岸边低坝处现建其防止或减少溃坝灾害；在渠首工程两岸堤防或拦河坝上现其建防止溃坝涌浪摧毁渠首工程；在江河分洪闸上游现建其防止溃坝涌浪摧毁分洪闸而改道；在江河两岸的堤防分散多建其防止溃坝涌浪摧毁堤防导致河流改道及溃堤涌浪灾害。防止水攻切断大型水库水源威胁粮食安全、饮水安全、溃坝灾害，战时全民性分散现建具有本发明的小型塘坝、中小型水库蓄水、就地农业供水，减少水攻高坝溃坝风险、减少淹没耕地、减少供水工程及占地、减少农业超采地下水威胁城镇饮水安全，避免大型水库水攻溃坝灾害及对生态环境的影响，保障粮食安全。2）国家间界河跨径河流非常分洪，跨境河流的上游国家采用本发明的自溃堤坝分洪道自动分洪，它有利于解决斥巨资修建分洪闸向哪国分洪的难题，它有利于解决斥巨资修建过高的堤防无法抵御无限的超标准洪水的难题，它有利于解决溃堤导致河流改道、无法控制的洪水灾害、高堤溃决造成灭顶之灾的难题，它有利于解决经济落后国家地方标准低频繁溃堤威胁粮食安全的问题。界河两岸国家采用本发明的自溃堤坝分洪道自动分洪自动分洪保堤防，控制溃堤灾害，它有利于解决两邻国无法斥巨资修建分洪闸淹自己国家的难题，它有利于解决两国都斥巨资加高旳堤防无法抵御无限的超标准洪水的难题，它有利于解决溃堤导致河流改道、无法控制的洪水灾害、高堤溃决造成灭顶之灾的难题，它有利于解决经济落后两国堤防标准低频繁溃堤威胁粮食安全与生命财产的难题。

实施例3，分洪保堤坝实施例：某跨境小流域河流，不具备建滞洪区的条件，建分洪闸不但造价高、远离村屯管理也是难题，不建滞洪区分洪闸选址就是难题，集中淹一处不公平受反对。针对此情况，采用本发明向滩田均衡分散分洪，低标准洪水分洪采用固定周期轮换制，分洪处设置自动预报系统。由于本发明造价低、无人管理、自动可控分洪在经济、技术上可行；因其公平分洪，居民、农民能够接受解决非滞洪区分洪保堤坝选址的难题、管理难题；因为有确定的分洪地点、自动分洪水位，居民、农民会自动撤离，政府组织防汛、撤离也容易，解决“狼来啦”的世界性的社会难题。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。