夏華宗

（河北省地勘局國土資源勘查中心，河北 石家莊 050081）

在泥石流地質(zhì)災(zāi)害勘查過程中，需要計算泥石流的各種特征值作為治理工程設(shè)計的依據(jù)。特別是泥石流過流總量和一次沖出固體物質(zhì)總量是設(shè)計攔擋壩的庫容、 排導(dǎo)工程的能力以及對下游河道能否造成堰塞湖的重要參數(shù)。本人在研究以往計算方法的基礎(chǔ)上，對發(fā)育多支溝泥石流過流總量和一次固體沖出固體物質(zhì)計算進行了優(yōu)化，并應(yīng)用于張家口市橋西區(qū)大東溝泥石流勘查和治理工程設(shè)計。

1 以往計算方法分析

1.1 以往計算方法

以往對泥石流過流總量和一次沖出固體物質(zhì)總量計算采用《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》中的計算公式，見公式（1）和（2）。

當F＜5km2，K=0.202；

F=5～10km2，K=0.113；

F=10～100km2，K=0.0378；

F＞100km2，K＜0.0252。

式中：Q—泥石流過流總量 （m3/s）；QC—泥石流洪峰值流量（m3/s）；γC—泥石流重度（t/m3）；γW—清水的重度（t/m3）；γH—泥石流中固體物質(zhì)比重（t/m3）；T—泥石流持續(xù)時間(s)；F—匯水面積（km2）。

1.2 存在問題

以往計算主要是根據(jù)泥石流溝的整體匯水面積，統(tǒng)一確定一個系數(shù)K 進行計算。生產(chǎn)實踐證明，以上計算方法對于單溝泥石流或支溝與主溝匯水面積在一個區(qū)間泥石流計算是適用的。當計算發(fā)育多條支溝且支溝與主溝的匯水面積不在一個區(qū)間內(nèi)的泥石流特征值時，往往與實際情況不符且差距很大。主要原因是在計算泥石流過流總量Q 時，按照整體匯水面積確定系數(shù)K值，忽略了支溝匯水面積對系數(shù)K 選取的影響，直接影響計算結(jié)果與實際情況不符。

2 計算方法優(yōu)化

2.1 計算方法

針對發(fā)育多條支溝且支溝與主溝的匯水面積不在一個區(qū)間內(nèi)的泥石流，本人采用對各支溝的匯水面積確定不同的系數(shù)K，計算各溝口的泥石流過流量和一次沖出固體物質(zhì)量，將各支溝過流量進行累加作為主溝的過流總量特征值Q，然后再根據(jù)此值計算主溝的一次沖出固體物質(zhì)總量QH。

Qi—為各支溝溝口過流總量（m3/s），按以往計算公式要求計算。

2.2 優(yōu)點分析

（1）計算各支溝過流量和一次沖出固體物質(zhì)量，為各支溝的治理工程設(shè)計提供了更具體、更科學(xué)的參數(shù)。（2）每條支溝也可以單獨的看成一條泥石流溝，根據(jù)各支溝的匯水面積選取不同的系數(shù)K 值進行計算，更接近于泥石流的發(fā)育特征。（3）支溝和主溝分別計算，更有利于查明主溝和支溝的發(fā)育特征，使總體治理工程設(shè)計更加科學(xué)合理。

3 應(yīng)用實例

張家口市橋西區(qū)大東溝泥石流治理工程投資1 000 萬元，主溝匯水面積21.7km2，發(fā)育30 多條支溝，各支溝匯水面積大小不等。歷史上曾多次發(fā)生泥石流，最大一次固體物質(zhì)沖出量約4萬m3。

利用以往計算方法計算時，系數(shù)K 統(tǒng)一取值為0.0378，按20年一遇的降雨計算主溝溝口泥石洪峰值流量QC=101.5m3/s，過流總量為Q=6 905m3，一次沖出固體物質(zhì)總量為QH=2 140m3。

利用優(yōu)化后的計算時，各支溝系數(shù)K 取值不同，針對每條支溝按20年一遇的降雨進行計算，將各支溝的溝口過流總量累加后Q=86 588m3，一次沖出固體物質(zhì)總量QH=38 965m3。

計算結(jié)果分析：以往計算方法的計算結(jié)果值遠遠小于實際情況，且與實際情況差距很大，如果按照此計算結(jié)果進行治理工程設(shè)計，遠遠不能滿足實際的需要。而計算方法改進后，按各支溝在計算值累加以后與實際情況比較接近，同時此方法也可以計算各支溝的泥石流特征值，為在各支溝布置工程提供更可靠的依據(jù)。

4 結(jié)語

通過本次計算方法應(yīng)用到張家口市橋西區(qū)大東溝泥石流特征值的計算，為治理工程提供了科學(xué)的依據(jù)，使施工圖設(shè)計更加合理科學(xué)。本人建議在發(fā)育多條支溝的泥石流勘查與治理工程設(shè)計中，特別是支溝匯水面積與主溝匯水面積F 不在同一區(qū)間內(nèi)時，應(yīng)采用此方法計算泥石流特征值更加符合實際。