算泥石流治理谷坊坝用什么软件
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发布时间：2023-06-15 01:39
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时间：2023-06-23 06:51
——以都江堰银洞子沟泥石流为例
杨 海 龙1，樊 晓 一1，姜 元 俊2
(1.西南科技大学 土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010； 2.中国科学院 水利部成都山地灾害与环境研究所，四川 成都 610041)
摘要：选取地震区典型泥石流沟银洞子沟作为研究对象，运用FLO-2D软件再现该沟2013年泥石流发生过程，验证了通过研究区雨量数据获取泥石流流量线方法的可靠性以及相关模拟参数选取的合理性。在此基础上，基于泥石流发生频率和暴雨爆发频率相同的假设，对不同爆发频率下的泥石流工程治理效果进行了分析。结果表明：工程治理后，当爆发频率为30，50 a时，工程治理效果显著；当爆发频率为100 a时，工程治理效果不显著。因此，建议相关管理部门加强极端降雨条件下泥石流的预警和防治工作。
关 键 词：堆积范围； FLO-2D; 银洞子沟； 泥石流； 都江堰
汶川地震后，地震区的泥石流活动频度和强度明显增加，发生了多起灾难性的泥石流事件，如清平乡泥石流[1-2]、舟曲泥石流[3-4]、红椿沟泥石流[5]、七盘沟泥石流[6]等。原因在于：受地震影响流域微地貌突然发生变化，为泥石流形成提供了较好的地形条件；地表扰动、植被毁坏改变了地表水入渗、产流和汇流条件，有利于洪峰的形成；地震触发的上万处崩塌、滑坡灾害点，则为泥石流活动提供了丰富的固体松散物源[7]。据调查，在震后形成了很多典型的泥石流沟，并对沟域附近的居民点和交通设施构成潜在威胁。目前，虽然已经针对大多数泥石流沟做了相应的工程治理，但仍然有必要对工程治理效果进行评价，以确保治理工程的可靠性。
FLO-2D作为一款专用于洪水和泥石流模拟的二维软件，能较完整地分析泥石流的运动状态特征。目前，该软件已经广泛地应用于单沟泥石流模拟和工程治理效果评价并取得了较好的效果[8-13]。运用FLO-2D进行工程治理效果评价的关键是获取准确的泥石流流量线。目前，获取泥石流流量线的通用做法是：首先利用雨洪法计算最大洪峰流量，然后乘以相应的放大倍数得到最大泥石流流量，最后根据相应手册设计泥石流流量线。因此，这种获取泥石流流量线方法的关键在于洪峰流量的计算。雨洪法中洪峰流量的计算主要依据地震前的中小流域暴雨洪水计算手册，而各省现行的计算手册基本沿用20世纪80年代制定的计算手册。所以笔者认为，利用这种方法获取到的泥石流流量线用于震后泥石流沟的模拟有待商榷。因为受地震影响，震区沟域的地貌、入渗、产流和汇流条件都已发生变化。所以根据以往的计算手册中的相应公式计算洪峰流量往往不能准确反映汶川地震后研究区域的实际情况。
因此，笔者尝试通过FLO-2D的径流模块，利用获得的研究区泥石流发生时间段的降雨量数据来反演降雨过程，再通过提取该时间段内泥石流起动点的降雨过程线的方法来分析计算洪峰流量。本文中，选取典型的地震区泥石流沟-银洞子沟2013年7·9发生的特大泥石流事件为例进行尝试。如果该方法适用，将在此基础上基于泥石流发生频率和暴雨爆发频率相同的假设，模拟30，50，100 a一遇降雨情况下，对泥石流工程治理效果进行分析，为该沟域泥石流的后续防治提供参考。
1 FLO-2D基本原理
1.1 FLO-2D理论模型
运用FLO-2D模型对泥石流运动进行模拟时，主要利用*有限差分法求解运动控制方程。控制方程包含连续方程和运动方程，分别控制泥石流体积质量守恒和力平衡的动量守恒。
连续方程
