基于模拟试验的停淤渗水工程在排导困难型泥石流灾害防治中的应用

摘要

我国新疆北部区域存在众多排导困难型泥石流灾害，其出山口冲积扇上修建了省道、加油站等工民建设施，阻挡了泥石流进入主河的正常排泄，下游无法设置排导措施，故研究不具备排导条件或排导困难区域的泥石流治理方法及工程效应具有重要意义．本文以我国新疆阿勒泰地区布尔津县科克逊沟为对象（其在下游设置了拦水渗流排导区域），通过两组不同降雨强度的物理模型试验，基于过程影像和监测数据，研究排导困难区域泥石流渗流排导过程中坝前土压力、孔隙水压力和含水率变化特征，归纳泥石流的渗流排导模式，揭示渗流排导机理．结果表明：排导过程可概括为5个阶段．在50年一遇降雨强度汇流条件下，为沟道面蚀和下蚀阶段、沟岸侧蚀阶段、渗流排导阶段、渗流减速阶段、渗流结束阶段；在100年一遇降雨强度汇流条件下，则为渗流排导阶段、渗流减速阶段、水流漫坝阶段、坝后堆积体起动阶段、渗流结束阶段．沟道上游土压力曲线先升后降，下游因堆积导致土压力增大．孔隙水压力曲线与含水率曲线具有相关性，抬升特征明显滞后于土压力曲线；水砂分离后渗水区排水留砂，一定程度上影响了渗流速度，但渗流排导过程整体通畅，渗水防治工程具有较高的可行性．

关键词

泥石流 / 物理模拟 / 排导困难 / 灾害防治