一种泥石流动力学数值模拟分析方法及系统

    公开(公告)号:CN107506566B

    公开(公告)日:2021-01-05

    申请号:CN201710958968.9

    申请日:2017-10-16

    发明人: 谢云旭 周公旦

    IPC分类号: G06F30/23 G06F111/10

    摘要: 本发明属于泥石流灾害防治、环境治理技术领域,公开了一种新型泥石流动力学数值模拟分析方法及系统,通过分析泥石流沟道物质启动、泥石流运动堆积过程及机理,得到多种适用于泥石流动力学特征的本构方程;同时基于非交替格式的中心差分数值方法,模拟各种泥石流动力学过程;并且分析泥石流浆体和固体颗粒的动力特点,引入泥石流侵蚀动床引起物质交换率的概念,分析泥石流沿程侵蚀与灾害规模变化,形成基于泥石流动力过程的形成‑运动‑堆积数值模拟程序。本发明数值模拟程序及数值计算方法具有简单、高效等特点,适合提供给相关灾害领域工作者使用,提高泥石流防治,环境保护的科学化水平。

    一种针对粘性泥石流作用于梳子坝的冲击高度的计算方法

    公开(公告)号:CN109945829B

    公开(公告)日:2020-08-04

    申请号:CN201910173750.1

    申请日:2019-03-07

    IPC分类号: G01C5/00

    摘要: 本发明涉及一种针对粘性泥石流作用于梳子坝的冲击高度的计算方法,其先对拟进行工程防治的泥石流沟开展泥石流灾害防治工程勘察,在明确该沟道泥石流密度大于2000kg/m3的情况下,确定该沟道可能发生的泥石流的流速、泥深、沟道宽度、沟道坡度、梳子坝开口宽度和开口数目;然后根据野外考察获取的基本参数,计算梳子坝上游泥石流的弗劳德数和梳子坝开口率;再根据根梳子坝上游泥石流的弗劳德数和梳子坝开口率,计算粘性泥石流冲击梳子坝的冲击高度。本发明的方法原理可靠,计算过程科学简便,计算结果精度高,综合考虑泥石流流态、梳子坝几何参数与沟道条件对泥石流冲击过程的影响作用,为泥石流防治工程应用提供了依据。

    泥石流与高含沙水流判别方法、山区灾害流体监测方法

    公开(公告)号:CN106340159B

    公开(公告)日:2019-02-19

    申请号:CN201610847536.6

    申请日:2016-09-23

    IPC分类号: G08B21/10

    摘要: 针对现有技术中泥石流与高含沙水流判别方法存在实际灾害防治中可操作性差、实用性低的缺陷,本发明提供了一种泥石流与高含沙水流判别方法。本方法取样测量山区灾害流体单位时间内的平均流量Q与单位时间内的平均输沙量Qs,将样品测量结果数据点绘在以Qs为纵坐标、Q为横坐标的双对数坐标系中,根据数据点与边界线1、边界线2的相对位置判断流体类型。本发明还提供基于该判别方法实现的山区灾害监测方法用于监测山区灾害流体的变化,以及泥石流发生的预警方法。本发明方法采用动态指标监测灾害流体特征,能够对连续发生、动态演变中的灾害流体进行实时监测判别,及时确定灾害类型,反馈信息,分类预警。提高灾害防治的针对性、增强预防效果。

    模拟冰碛湖漫顶溃决灾害全过程的实验装置及实验方法

    公开(公告)号:CN113405769B

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202110679009.X

    申请日:2021-06-18

    IPC分类号: G01M10/00 G09B23/12 G09B23/40

    摘要: 本发明提供一种模拟冰碛湖漫顶溃决灾害全过程的实验装置及实验方法,该实验装置配备了“六置二统”用以实现冰湖溃决中冰崩涌浪的触发、传播、漫顶、致灾、演化全寿命、全过程中的动力学参数、环境噪声振动信号、图像学参数的同步测量,包括供水装置、涌浪触发装置、消能装置、缓冲装置、实验水槽主体装置、收集装置、同步测量系统、监控系统。本发明不仅能够实现对冰崩‑涌浪‑漫顶‑成灾全过程的模拟,也能够观察和研究冰碛坝在溃决过程中的侵蚀特性,还能监测溃决洪水形成的泥石流运动过程中的动力学、环境噪声等重要参数,重点填补了目前冰湖溃决洪水研究中,对于冰碛坝坝体侵蚀过程的动力学机理研究知识空白。

    模拟冰碛湖漫顶溃决灾害全过程的实验装置及实验方法

    公开(公告)号:CN113405769A

    公开(公告)日:2021-09-17

    申请号:CN202110679009.X

    申请日:2021-06-18

    IPC分类号: G01M10/00 G09B23/12 G09B23/40

    摘要: 本发明提供一种模拟冰碛湖漫顶溃决灾害全过程的实验装置及实验方法,该实验装置配备了“六置二统”用以实现冰湖溃决中冰崩涌浪的触发、传播、漫顶、致灾、演化全寿命、全过程中的动力学参数、环境噪声振动信号、图像学参数的同步测量,包括供水装置、涌浪触发装置、消能装置、缓冲装置、实验水槽主体装置、收集装置、同步测量系统、监控系统。本发明不仅能够实现对冰崩‑涌浪‑漫顶‑成灾全过程的模拟,也能够观察和研究冰碛坝在溃决过程中的侵蚀特性,还能监测溃决洪水形成的泥石流运动过程中的动力学、环境噪声等重要参数,重点填补了目前冰湖溃决洪水研究中,对于冰碛坝坝体侵蚀过程的动力学机理研究知识空白。

    一种针对非粘性泥石流的梳子坝开口宽度的设计方法

    公开(公告)号:CN108376203B

    公开(公告)日:2021-07-20

    申请号:CN201810168486.8

    申请日:2018-02-28

    IPC分类号: G06F30/13 G06F30/20

    摘要: 本发明涉及泥石流灾害防治工程技术领域,具体地说是一种针对非粘性泥石流的梳子坝开口宽度的设计方法。本发明包括以下步骤:对拟进行工程防治的泥石流沟开展泥石流灾害防治工程勘察,在该沟道泥石流密度小于2000kg/m3的情况下,确定该沟道泥石流中存在的最大固体颗粒物质的直径dmax;确定每一级梳子坝的功能,即该级梳子坝是用于对泥石流固体物质的拦截还是对泥石流速度进行调节;计算各级梳子坝的相对开度b/dmax,从而得到各级梳子坝的开口宽度。本发明在明确了泥石流类型的基础上,提出了上述梳子坝开口宽度的量化设计方法,避免了因基于经验的设计方法而导致梳子坝不能发挥其最佳防治效果的弊端。

    一种泥石流动力冲击系数的确定方法及装置

    公开(公告)号:CN111460694B

    公开(公告)日:2021-03-16

    申请号:CN202010364983.2

    申请日:2020-04-30

    IPC分类号: G06F30/20 G06F119/14

    摘要: 本发明提供了一种泥石流动力冲击系数的确定方法及装置,其方法包括:在泥石流冲击拦砂坝期间,根据依次安装在所述拦砂坝底部到顶部的n个冲击压强传感器,依次获取每个冲击压强Pn随冲击时间t的变化曲线Pn(t);根据每相邻两个冲击压强传感器之间的距离Sn和所获取的每个冲击压强Pn随冲击时间t的变化曲线Pn(t),计算所述拦砂坝的冲击合力随时间的变化曲线F(t);根据所述拦砂坝的冲击合力随时间的变化曲线F(t),确定作用在整个所述拦砂坝单位宽度上的冲击合力最大值Fmax;利用所述泥石流来流的深度h和所述冲击合力最大值Fmax,计算所述泥石流修正后的动力冲击系数λ1。

    一种泥石流动力冲击系数的确定方法及装置

    公开(公告)号:CN111460694A

    公开(公告)日:2020-07-28

    申请号:CN202010364983.2

    申请日:2020-04-30

    IPC分类号: G06F30/20 G06F119/14

    摘要: 本发明提供了一种泥石流动力冲击系数的确定方法及装置,其方法包括:在泥石流冲击拦砂坝期间,根据依次安装在所述拦砂坝底部到顶部的n个冲击压强传感器,依次获取每个冲击压强Pn随冲击时间t的变化曲线Pn(t);根据每相邻两个冲击压强传感器之间的距离Sn和所获取的每个冲击压强Pn随冲击时间t的变化曲线Pn(t),计算所述拦砂坝的冲击合力随时间的变化曲线F(t);根据所述拦砂坝的冲击合力随时间的变化曲线F(t),确定作用在整个所述拦砂坝单位宽度上的冲击合力最大值Fmax;利用所述泥石流来流的深度h和所述冲击合力最大值Fmax,计算所述泥石流修正后的动力冲击系数λ1。