基于泥石流弯道流速的沟床糙率计算

沟床糙率是泥石流流速计算的重要参数,由于理论计算十分复杂,在实际计算中人们多采用经验方法来确定,但这样使得流速计算会产生较大的误差.本文基于弯道超高现象以及弯道流速计算的改进,得出了一种较为实用的泥石流沟床糙率计算方法.

泥石流弯道超高与流速计算关系的研究——以巴塘通戈顶沟地震次生泥石流为例

我国山区尤其是地震山区暴发众多的泥石流,泥石流的流速计算始终是一个科学难题。对于在弯道运动的泥石流,假设凹凸两岸角速度相等,可以利用动能与势能的平衡及速度关系,计算泥石流的流速。据观测,在泥石流的弯道运动中,凹凸两岸的角速度并不相等,所以利用角速度相等得出的流速与真实情况有一定的误差。在角速度不等的基础上,依据流体力学基本方程和泥石流的弯道运动的基本特征,推导泥石流弯道运动超高现象与流速关系的基本方程,利用实地调查的泥深及弯道断面特征计算弯道泥石流流速,并对弯道角速度相等或不等的流速计算方法和结果进行比较,得出采用用角速度假设计算更为合理的结论。同时,还提出了根据泥石流弯道流速推算沟床糙率的计算方法,并将该计算糙率应用与直道流速计算,以验证泥石流沟道的整体流速计算的合理性。将本方程应用于川藏公路四川段通戈顶地震次生泥石流沟,分析结果证明按沟道凹凸两岸角速度不等计算,流速沿沟床断面并非直线分布,泥深为一条近似的抛物线分布,而且流速计算数值较角速度相等情况下偏小,这与野外观测的泥石流弯道运动的特征更为接近。