一种基于水力清除物源的泥石流治理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泥石流治理方法，特别是一种基于水力清除物源的泥石流治理方法。
【背景技术】
[0002]泥石流是沿自然坡面或压力坡流动的松散土体与水、气的混合物，常发生在山区小流域，是一种包含大量泥沙石块和巨砾的固液气三相流体，呈黏性层流或稀性紊流等运动状态，是一种地域分布广、暴发频繁、毁灭性强、成灾率搞的山区地质灾害。
[0003]泥石流形成的三大主要条件即物源、水源和沟床比降。物源，即丰富的松散固体物质，是泥石流形成的基础，其性质直接影响泥石流的形成，其数量也直接影响泥石流的类型和频率。水源是泥石流的激发条件，泥石流的水源主要为暴雨、冰川融冰和溃决洪水，其中最主要的水源是降雨，降雨通过前期降雨和激发降雨影响泥石流的形成。沟床比降提供泥石流产生的能量条件，一般而言，泥石流启动的有利坡度在15° — 30°。
[0004]针对形成条件，泥石流治理主要包括:山坡整治、沟谷整治和堆积区的整治。山坡整治中，对于物源的治理思路一般为加固或清除。松散物的加固措施一般为锚喷支护、格构护坡、砌石护坡、石笼护坡、抛石护坡、护面墙及植被护坡等几类。松散物的清除主要指采用机械开挖的方法将松散物予以清除并运离，主要用于一些规模不大的泥石流治理，或作为加固措施的一种补充。
[0005]总的来说，现有泥石流治理方法存在以下问题:1、工程体量巨大，人力物力耗费大，工程成本高；2、地形地质条件差，施工困难；3、造成较大环境破坏。
[0006]综上所述，现有泥石流治理方法存在诸多弊端，亟需改进。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种基于水力清除松散物的泥石流治理方法。该方法的主要原理在于构建高压水射流冲刷系统，借助高压水射流的能量冲刷构成泥石流物源的坡沟松散堆积物，而后松散物与水混合成泥水混合物，并在水力作用下泥水混合物流至泥石流冲沟；通过在泥石流冲沟中设置排导设施，使泥水混合物可顺沟而下输送到沟底，在沟底设置拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截过滤并使泥水分离，将固体拦截和沉淀下来而后再对其进行改造利用或机械运输方式运离，将过滤出来的水经过处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用或直接排掉。本发明所涉及方法通过高压水射流冲刷系统对对构成泥石流物源的松散堆积物进行清除，将其从易引发泥石流的坡沟物源处搬运至沟底，显而易见的是，松散物被搬运至沟底后无论对其改造利用亦或是通过机械运输的方式运离都极为方便，而坡沟没有松散堆积物之后，也不再会发生泥石流，从而实现高效、安全、环保和经济的泥石流治理效果。
[0008]进一步的，本发明所涉及的泥石流治理方法包括以下步骤:
一、布置高压水射流系统并设置排导设施和拦截过滤设施。结合所需治理泥石流周边的地理地形地质情况，合理选择水源并合理布置高压水射流系统，该系统主要包括清水池、泵站、输水设施、高压水枪等，并在泥石流冲沟中设置排导设施进行排导以便泥水混合物可以顺畅流下，在沟底设置拦截过滤设施，而后合理设计松散物清除工作顺序。
[0009]二、调试高压水射流系统。开启高压水射流系统，并根据工作区域实际工况调节水压和流速。
[0010]三、操作高压水射流系统进行水力冲刷。操作高压水枪，对准松散物进行水力冲刷，在高压水力作用下，松散物会被冲刷起来并与水混合成泥水混合物，在水力作用下泥水混合物进入泥石流冲沟并顺沟而下流至沟底。
[0011]四、拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀。泥水混合物顺沟而下流至沟底，并在拦截过滤设施作用下实现泥水分离，分离出的水直接排掉或经处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用，沉淀下的固体根据需要或改造利用或机械运输另行处理。
[0012]需要说明的是，所谓的清水池、泵站、输水设施、高压水枪、排导设施以及拦截过滤设施，所指代的是提供相应功能的设施，其形式并无严格限制。其中，清水池为高压水射流冲刷系统水源，泵站是指为本发明所涉及的高压水射流系统所用水进行加压提升；输水设施是指将本发明所涉及的高压水射流系统所用水输送至预定区域的设施；高压水枪是指本发明所涉及的高压水射流系统高压水射流发射设施；排导设施是指松散物在被高压水冲刷并与水混合成为泥水混合物之后，对泥水混合物进行排导以使其输送到设置在沟底或坡底处的拦截过滤设施；拦截过滤设施是指设置在沟底或坡底处用于拦截顺沟流下的泥水混合物并将其沉淀过滤，从而实现泥水分离。
[0013]优选的，泥石流松散物源自上而下开始清理，先清理沟顶处松散物，最后清理沟底处松散物。当然，在一些特殊工况中，也会有自下而上的清理顺序。
[0014]优选的，清水池为高压水射流冲刷系统水源，其相对松散物的高程应尽量高一些，以便提供较高水头；且可为人工构建，也可以为自然现有河流湖泊等。
[0015]优选的，根据实际工况的不同，高压水枪的流量、相应喷嘴以及射流有效射程等会有所不同。
[0016]需要说明的是，对泥石流坡沟松散物的清除应为以上步骤的循环进行，直至松散物清除完毕。
[0017]显而易见的是，通过使用水力清除物源来治理泥石流的方法，较别的泥石流治理方法更为节约人力物力，且更为便捷有效，可操作性更强，且更为安全环保。
【附图说明】
[0018]图1、本发明示意图。
[0019]其中，1、清水池，2、泵站，3、输水设施，4、高压水枪，5、泥石流物源，6、排导设施，7、拦截过滤设施，8、回水设施。
【具体实施方式】
[0020]现在将在下文中详细介绍一种优选方式，需要说明的是，本发明并非仅仅限制于这一种实施方式，相反，本发明还涵盖了所涉权利要求范围内的本发明精神和范围内的各种替换方式、改型、等效方式和其他实施方式。
[0021]根据本发明的优选实施方式，如附图1所示，本发明所涉及的一种优选使用方法可为:
一、结合所需治理泥石流周边的地理地形地质情况，选择水源并布置高压水射流系统，该系统主要包括清水池1、泵站2、输水设施3、高压水枪4等，并在泥石流冲沟中设置排导设施6进行排导以便泥水混合物可以顺畅流下，在沟底设置拦截过滤设施7和回水设施8，并把回水设施8与清水池I连接，松散物清除工作顺序设计为先清理沟顶松散物，而后自上而下开始清理，最后清理沟底松散物。
[0022]二、开启高压水射流系统，并根据工作区域实际工况调节水压和流速。
[0023]三、操作高压水射流系统进行水力冲刷。操作高压水枪4，对准松散物5进行水力冲刷，在高压水力作用下，松散物5会被冲刷起来并与水混合成泥水混合物，在水力作用下泥水混合物进入泥石流冲沟，并在排导设施6的疏导下，顺沟而下流至沟底。
[0024]四、拦截过滤设施7对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀。泥水混合物顺沟而下流至沟底，并在拦截过滤设施作用下实现泥水分离，分离出的水经处理后通过回水设施8重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用，沉淀下的固体通过机械运输走。
[0025]在对泥石流沟谷松散物进行以上步骤的循环操作后，便可将松散物清除完毕，泥石流在没有足够物源情况便不再会发生。
[0026]显而易见的是，通过使用水力清除物源来治理泥石流的方法，较别的泥石流治理方法更为节约人力物力，且更为便捷有效，可操作性更强，且更为安全环保。
【主权项】
1.一种基于水力清除物源的泥石流治理方法，该方法的原理在于借助高压水射流的能量冲刷构成泥石流物源的坡沟松散物，并在水力作用下将松散物沿泥石流冲沟搬运至沟底，通过清除物源的方法治理泥石流。
2.该方法包括以下步骤:布置高压水射流系统并设置排导设施和拦截过滤设施，调试高压水射流系统，操作高压水射流系统进行水力冲刷，拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀。
3.如权利要求1所述，步骤“布置高压水射流系统并设置排导设施和拦截过滤设施”是指:结合所需治理泥石流周边的地理地形地质情况，合理选择水源并合理布置高压水射流系统，该系统主要包括清水池、泵站、输水设施、高压水枪等，并在泥石流冲沟中设置排导设施进行排导以便泥水混合物可以顺畅流下，在沟底设置拦截过滤设施，而后合理设计松散物清除工作顺序。
4.如权利要求1所述，步骤“调试高压水射流系统”是指:开启高压水射流系统，并根据工作区域实际工况调节水压和流速。
5.如权利要求1所述，步骤“操作高压水射流系统进行水力冲刷”是指:操作高压水枪，对准松散物进行水力冲刷，在高压水力作用下，松散物会被冲刷起来并与水混合成泥水混合物，在水力作用下泥水混合物进入泥石流冲沟并顺沟而下流至沟底。
6.如权利要求1所述，步骤“拦截过滤设施对泥水混合物进行拦截、过滤和沉淀”是指:泥水混合物顺沟而下流至沟底，并在拦截过滤设施作用下实现泥水分离，分离出的水直接排掉或经处理后重新输送回高压水射流冲刷系统水源处循环利用，沉淀下的固体根据需要或改造利用或机械运输另行处理。
【专利摘要】本发明公开了一种基于水力清除物源的泥石流治理方法，该方法的原理在于借助高压水射流的能量冲刷构成泥石流物源的坡沟松散物，并在水力作用下将松散物沿泥石流冲沟搬运至沟底，通过清除物源的方法治理泥石流。本发明实现成本低廉、可操作性强和安全环保的泥石流治理效果。
【IPC分类】E02B3-02
【公开号】CN104762922
【申请号】CN201510097592
【发明人】卢邦稳, 刘长武, 陈宏臻, 郭兵兵, 黄常玲, 高云瑞
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月5日