雨洪法计算泥石流流量
泥石流沟各类参数计算
频率为P的暴雨洪水设计流量（m3/s）Qp 泥石流堵塞系数Dc 泥石流泥沙修正系数Φ 流量（形态调查法） 断面峰值流量Qc 过流断面面积（m2）Wc 断面平均流速Vc
平均粒径
3.278444883 0.608242801
3 0.0744
9.5 0.65
最大冲起高度
爬高
0.548377594 0.877404151
流域面积
12.6
沟长
3.86
沟床纵比 泥石流容重 清水比重 固体物质比重
0.0744
1.641
1
道宽 Wc面积
Vc Qc
Qp
Dc
Φ
1+Φ
Qc
81.86253068 1.5
0.65
1.65 202.6098
最大粒径 12
2.080083823 0.272763634 查表（规范）
1.5 0.65
245.8833662 75
3.278444883
查表 计算
一次泥石流冲出的固体物质总量QH （m3） 泥石流历时T （s）
K
1200 0.264
泥石流整体冲压力（×104Pa） 泥石流容重 泥石流流速 建筑物受力面与泥石流冲击压力方向的夹角 重力加速度 建筑物形状系数
78.68267718 275.3894 167.2007 383.5780513 324.566 1229.416831
Q（1%）
Q（2%）
Q（5%） Q(形态法）
90565.68692
79293.40648
64186.77306 77895.85041
QH （1%）
雨洪法在泥石流流量计算中的应用
一
（ １）气象 。双磨子 沟位于四 川盆地边缘 山区 ，属亚热带 湿润季 风气候 。总的特点是气候湿 润 ，雨量充沛 、四季分明 。根据什邡市气 象站 资料 ，区 内多年平均气温 １ ． ，最冷月为一月 ，月平 均气温为 ３ ℃ ６ ３ ℃ ；最热 为７ ８ ，月平 均气温 为２ ℃。气温 受海拔 高程影响 明 ． ７ —月 ３
泥石流是一种产生于沟谷和坡 地的饱含泥沙 、岩石块体 和水的崮 液两 相 特殊 洪 流 … ，而 且 具 有 常 发 性 、突 发 性 、群发 性 等 特 点 。 ５２ ． 震后分布广泛 、数 量众 多的山体 滑坡 、崩塌 为震后 的泥石 流提 供 １
了极为丰富的物质来源 ’ 。这使 得震 后５ １年之 山泥石流的活跃性 、 —１ ）
显 ，高 程 每上 升 ｌ ） ｆｍ，气 温 下 降 ０ ℃ 。年 降 雨 量 一 般 在 １０ ～ ｇ ． ６ ２０ １０ ｍ ４ ｛ ｍ之问 ，多年平 均降雨量为 １ ５ ． ｍ，年 内降雨量分配极 度不 ） ２ ９５ ａ ｒ 均匀 ，大部 分降雨量主要集 中在 ７ 、 三个 月 （ １ ，局 部时段暴 、８ ９ 表 ） 雨频繁 ， 随地 势增 高 ，降雨量明显增 Ｊ ，山区降雨和平 原区形成较 大 Ｊ ｕ
学 术 研 讨
煞 ２１ ～ ０ 年第
雨 洪 法 在 泥石 流 流 量 计 算 中的应 用
李 鸿 军 ① 徐 望 国。 谢
泥石流沟各类参数计算
平均粒径
3.278444883 0.608242801
3 0.0744
9.5 0.65
最大粒径 12
2.080083823 0.272763634 查表（规范）
1.5 0.65
245.8833662 75
3.278444883
查表 计算
一次泥石流冲出的固体物质总量QH （m3） 泥石流历时T （s）
Q（2%）
Q（5%） Q(形态法）
90565.68692
79293.40648
64186.77306 77895.85041
QH （1%）
QH （2%）
QH （5%）
QH
58867.7
51540.71
41721.4 50632.3
72.324
38876.76141
217.44
均值
25 75 1.024514 76.83855
K
1200 0.264
泥石流整体冲压力（×104Pa） 泥石流容重 泥石流流速 建筑物受力面与泥石流冲击压力方向夹角 重力加速度 建筑物形状系数
2.39
1.641 3.278444883
90 9.8 1.33
大石块的移动速度Vs
13.85640646
泥石流体中大石块的冲击力F（N） 块石质量Q(kg) 泥石流体中大石块的冲击力F（pa）
沟道宽 Wc面积
Vc Qc
Qp
Dc
Φ
1+Φ
Qc
81.86253068 1.5
0.65
1.65 202.6098
101.1292298 1.5
0.65
1.65 250.2948
115.5056715 1.5
泥石流动力特征计算 (1)
泥石流的力学特征(1)容重泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。
在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。
一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。
在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3），按照《规范》中附表“数量化评分（N ）与重度、（1＋Φ）关系”，可以得到泥石流的容重。
本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为m3。
(2)泥石流流速泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。
它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。
因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。
流速VC 按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算:式中： a 1——泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数，()5.0111+Φ=H a γ；R ——水力半径(m)，2.5m ；IC ——泥石流水力坡度（‰），用沟床纵坡代替；n ——清水河床糙率系数；Φ——泥石流泥沙修正系数，()()c H c γγγγω--=Φ；c γ——泥石流容重（t/m3），为m3；w γ——清水容重（t/m3），m3；H γ——泥石流中固体物质重度（t/m3）。
根据以上计算公式，泥石流的平均流速为s 。
(3)泥石流流量泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法。
①雨洪法假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅四川省水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量：式中：c Q ——频率为P 的泥石流洪峰值流量（m3/s ）； p Q ——频率为P 的暴雨洪水设计流量（m3/s ）；Φ——泥石流泥沙修正系数，查《规范》附表，值为；c γ——泥石流容重（t/m3），为m3；w——清水的重度（t/m3），为；γ——泥石流中固体物质重度；HDC ——泥石流堵塞系数（见表3-8），可查经验表为。
泥石流分析及流量求解
泥石流分析及流量求解1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ）泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。
此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为：P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m ³/s ） F —流域面积（km ²）； i —1h 面雨量（mm ）；K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。
2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（CQ ）按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量C Q 计算。
CP C C D Q Q •+=)1(φ （2-2）式中：C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m ³/s ）；P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m ³/s ）；C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=；C γ—泥石流容重（t/ m ³）；S γ—清水的比重（t/ m ³），取值为1.0；H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m ³），取值为2.65；CD —泥石流堵塞系数，取1.1。
利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。
表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表第三节泥石流流速计算泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。
一片区各泥石流均属稀性泥石流，稀性泥石流的流速计算公式本报告选用西北地区（铁一院）公式：38c c c v H I α=23（15.3/） （2-5）式中：cv ——泥石流断面平均流速（m/s ）;c H ——泥石流流体水力半径（m ），可近似取其泥位深度；cI ——泥石流流面纵坡比降（‰）；α——阻力系数。
泥石流运动特征值计算方法-
泥石流运动参数特征值计算方法——以xxxxx村泥石流沟为例摘要：文章在前期地质调查基础上，对治理区泥石流运动参数进行了详细计算，包括泥石流流量、流速、整体冲击力、冲起高度、弯道超高等，并对该泥石流沟提出治理建议。
关键词：泥石流；运动参数1，前言泥石流是山区特有的一种不良地质现象，由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。
具有突然发生、来势凶猛、历史短暂、破坏力强的特点。
沿途冲毁道路桥梁，淹没房屋农田，阻塞河道，在顷刻间造成巨大灾害,应该要注意防范。
泥石流勘查指在收集已有资料的基础上，结合测绘、勘探（钻探、物探等）、试验等手段，对泥石流活动区域进行的有关泥石流的形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等方面的各种实地调查、综合分析与评判，为泥石流防治方案的选择和防治工程的设计提供基础资料。
其中泥石流运动特征值的包括流量、流速、冲击力、弯道超高等，泥石流的这些运动参数不仅反映了泥石流的规模、强度和流体性质, 其确定方法和计算结果还直接决定着泥石流防治建筑物的类型、结构和尺寸,是泥石流研究和防治工程设计的基础。
2，治理区概况2.1 治理区位置治理区位于xxxxx西北方向，处于xxxxxx风景区，行政区划上隶属于xxxxx 镇。
中心点坐标为北纬xxxxxx，东经xxxxxx。
该地区分布有S213省道（xxx公路），交通较为便利。
2.2 地质环境背景（1）地形地貌：治理区地处燕山南麓，属低山丘陵地区，海拔标高+240～487m。
总体地形北高南低，相对高差90～180m，治理区沟谷发育，呈“V”型及“U”型，谷宽20～60m。
沟谷两侧山体坡度较陡，自然坡度角区约为55～75°，部分岩质边坡近乎直立，沟床纵坡15°，单沟沟谷为南北向，沟谷内第四系坡积，残积物较厚，植被较发育。
图1 治理区地形地貌图（2）地层岩性：治理区一带区域地层，除第四系坡积，洪积层外，主要为侏罗系中上统髫髻山期岩浆岩，成分主要为安山岩，分布广，厚度大，斑状结构，块状构造，杏仁构造，同时存在少量粗安岩，粗面岩，火山碎屑岩。
泥石流动力特征计算 (1)
泥石流的力学特征(1)容重泥石流静力学特征主要指泥石流体或浆体的容重、含水量、物质组成、流变特征、化学性质及其静力特征等。
在一般地区出于泥石流的突发性、冲击力大等条件所限，难以直接测得天然泥石流容重。
一般采用现场调查试验法进行泥石流容重的测定，即在现场请当地亲眼看见泥石流暴发的居民多人，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的总质量和总体积，求出泥石流流体容重。
在无法取得代表性样品时，根据《规范》中泥石流沟易发程度数量化评分标准，对某泥石流沟进行泥石流沟易发程度数量化评分（详见表4-3），按照《规范》中附表“数量化评分（N ）与重度、（1＋Φ）关系”，可以得到泥石流的容重。
本报告采用后一种方法，查表得到泥石流的容重为m3。
(2)泥石流流速泥石流的流量是泥石流重要的特征值之一。
它不仅反映了泥石流的强度，规模和流体性质，而且决定着防治泥石流工程建筑物的类型、结构和尺寸。
因此，泥石流的洪峰流量是泥石流研究和防治工程中不可缺少的参数。
流速VC 按照铁道部推荐的稀性泥石流的计算公式进行计算:式中： a 1——泥石流中含沙量变化引起的流速修正系数，()5.0111+Φ=H a γ；R ——水力半径(m)，2.5m ；IC ——泥石流水力坡度（‰），用沟床纵坡代替；n ——清水河床糙率系数；Φ——泥石流泥沙修正系数，()()c H c γγγγω--=Φ；c γ——泥石流容重（t/m3），为m3；w γ——清水容重（t/m3），m3；H γ——泥石流中固体物质重度（t/m3）。
根据以上计算公式，泥石流的平均流速为s 。
(3)泥石流流量泥石流流量计算，目前主要有两种方法，一是雨洪法；二是形态调查法。
①雨洪法假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量 (计算方法查阅四川省水文手册)，然后选用堵塞系数，按下式计算泥石流流量：式中：c Q ——频率为P 的泥石流洪峰值流量（m3/s ）； p Q ——频率为P 的暴雨洪水设计流量（m3/s ）；Φ——泥石流泥沙修正系数，查《规范》附表，值为；c γ——泥石流容重（t/m3），为m3；w——清水的重度（t/m3），为；γ——泥石流中固体物质重度；HDC ——泥石流堵塞系数（见表3-8），可查经验表为。
泥石流流量计算
第二节 泥石流流量计算1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ）泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。
此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为：P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m ³/s ） F —流域面积（km ²）； i —1h 面雨量（mm ）；K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。
2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（CQ ）按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量CQ 计算。
CP C C D Q Q ∙+=)1(φ （2-2）式中：C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m ³/s ）；P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m ³/s ）；C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=；C γ—泥石流容重（t/ m ³）；S γ—清水的比重（t/ m ³），取值为1.0；H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m ³），取值为2.65；CD —泥石流堵塞系数，取1.1。
利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。
表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表沟名及编号 设计频率 K i (mm) F （km 2） Qp (m 3/s) Dc C φQc (m 3/s) 热藏龙哇沟2%0.820.31.67.221.10.51112.001%21.9 7.80 12.97 龙藏沟2% 0.820.3 0.5192.34 1.1 0.3333.43 1%21.92.533.71第三节泥石流流速计算泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。