不同流路宽度比例的S形植物坝对泥石流的调控效益

摘要

[目的]研究不同流路宽度比例的S形植物坝对泥石流的调控效益，探究生物工程措施消能减灾的作用，为构建生态与岩土协同减灾模式提供理论基础。[方法]分别从流速调节、流量调节、泥沙拦截和能量削减4个方面，对S形流路宽度比例分别为0%（S₀）,30%(S₃₀),45%(S₄₅),60%(S₆₀),75%(S₇₅)的植物坝开展了一系列的水槽试验。[结果]（1）流路宽度比例为0%的植物坝（S₀）对阵流型泥石流具有很好的拦截效果，流速削减31.03%～44.19%,流量削减45.88%～56.02%,能量削减34.37%～52.72%,泥沙拦截3.31%～75.69%;（2）流路宽度比例为75%的植物坝(S₇₅)对阵流型泥石流具有很好的排淤效果，流速削减7.69%～29.03%,流量削减12.94%～35.54%,能量削减11.56%～34.09%,泥沙拦截4.13%～45.69%;（3）而流路宽度比例为45%的植物坝(S₄₅),相较于S₃₀,S₆₀,对阵流型泥石流具有较好的拦排兼顾效果，流速削减11.11%～40.00%,流量削减16.47%～51.20%,能量削减18.04%～45.16%,泥沙拦截1.63%～54.75%。[结论] S形流路宽度比例为0%（S₀）的植物坝适合布置于以拦截为主的泥石流沟道内；S形流路宽度比例为75%(S₇₅)的植物坝适合布置于以排淤为主的泥石流沟道内；S形流路宽度比例为45%(S₄₅)的植物坝更适合布置于以拦排结合为主的泥石流沟道内。

关键词

泥石流防治 / 生态减灾 / S形植物坝 / 不同流路宽度比例 / 调控效益

基金资助

国家自然科学基金杰出青年基金项目“山地灾害形成机理与减灾”(41925030);国家自然科学基金青年基金项目(42201094);; 四川省科技计划项目(2022NSFSC1070);; 中国科学院青年创新促进会项目(2023389);; 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所科研项目(IMHE-ZDRW-08)