防避泥石流的导流系统及方法与流程

本发明涉及泥石流，具体涉及一种防避泥石流的导流系统及方法。

背景技术：

两千多年前，秦昭王蜀郡太守李冰父子借鉴《易经》第五十九卦涣卦第二爻辞“九二：涣奔其机，悔亡。”智慧，创造性地在都江堰修建鱼嘴分水堤、飞沙堰、宝瓶口等系列水利工程，变水患为水利，使成都平原成为水旱从人、沃野千里的“天府之国”。都江堰水利工程充分利用当地西北高、东南低的地理条件，根据江河出山口处特殊的地形、水脉、水势，乘势利导，无坝引水，自流灌溉，使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存，共为体系，保证了防洪、灌溉、水运和社会用水综合效益的充分发挥。都江堰工程最伟大之处是建堰两千多年来经久不衰，至今犹存。

都江堰水利工程成为世界河水资源利用的典范。但是都江堰系列水利工程只是乘势利导解决了水的分流问题，而没有解决泥石流灾害问题。李冰父子治水以后的两千多年里，人类虽然不断探索防避泥石流灾害的方法，但是，至今仍然被泥石流灾害所困扰。

泥石流是山地突然暴发的一种含有大量泥沙、石块的特殊洪流，对人类和人类居住环境有严重危害的地质灾害主要类型之一。泥石流的流态、流速、流量运动有其特殊性，块体滑动与携沙水流之间的颗粒剪切流；含颗粒多的粘性泥石流具有等速整体运动的特征和阵性流动特性；各种大小颗粒均处于悬浮状态，物垂直交换分选现象；石块呈悬浮状态或呈翻滚跃移状运动；泥石流具有粘稠度越大，运动惯性越大，直进性越强，颗粒越大冲击力越大，输移力越强，因此当泥石流遇到拐弯处时就会发生爬高的现象，有的甚至越过沟岸，摧毁建筑物，截弯取直等特征。泥石流运动产生的强烈冲刷，导致沟床发生剧烈改变，引起沟床揭底和沟岸崩塌，增加了补给泥石流的固体物质来源，增大了泥石流的危害，从而特显了大自然威力及破坏力。

能量的猛然集聚是泥石流形成灾害的主要成因。可见，如何阻止泥石流能量的集聚和消耗泥石流能量是消除泥石流灾害的主要方法。而目前采用的跨越、穿过、隧道、明硐或渡槽、防护、排导、拦挡等避防泥石流的工程措施都没有解决如何有效的消耗泥石流运动的能量问题，所以避防泥石流灾害见效甚微。

技术实现要素：

本发明的目的就是：设计一种防避泥石流的导流系统及方法，科学的防避泥石流灾害，最大限度地保护被保护对象。

本发明的技术解决方案是：在泥石流形成的下游建设导流系统，所述的导流系统包括依次建筑的牵埭、前湔濯消力池、堋堽、既济埅、未济埅、崇丘、垰堓、双层卸淤导沙涵和后湔濯消力池，在泄洪河道上游的洪水叫泥石流入口处的两侧分别设有若干个牵埭，在牵埭的后方的中间位置设有前湔濯消力池，前湔濯消力池的后方设有堋堽，在堋堽内设有崇丘，在堋堽内设有双层卸淤导沙涵贯通崇丘，在崇丘左右两侧分别设有既济埅和未济埅，在既济埅和未济埅的后方设有后湔濯消力池，在后湔濯消力池的后方两侧设有垰堓，垰堓内设有崇丘整体构成导流系统。

其中，所述的前湔濯消力池和后湔濯消力池内设有若干圆柱体消力棒。

其中，所述的前湔濯消力池深度为4-6M。

其中，所述的后湔濯消力池深度为2-4M。

当泥石流从上游至下游经过牵埭、前湔濯消力池、堋堽、既济埅、未济埅、崇丘、垰堓、双层卸淤导沙涵、后湔濯消力池时使泥石流不断改变流动方向，形成涡漩移动，最大限度的消耗泥石流能量，使其失去对防护对象的破坏力。

上述导流工程的设计和建筑步骤如下：

（1）在需要防避泥石流破坏对象的上游适当位置规划设计建设防避泥石流的导流工程；

（2）导流工程采用全衬砌槽型；

（3）根据泥石流的性质和防避要求，确定导流工程的泥石流流进的河床定位及管控，即溪象、河象、汛象、洪象的四级河流定位及管控；

（4）导流工程从上游到下游依次包括：

（41）牵埭：由建设在汛象区域的5道“∽”太极形埭组成，埭的作用在于改变泥石流方向，消耗推进能量，“∽”太极形埭增加埭自身抗拒摧毁能力；

（42）前湔濯消力池：为反拱状园池建筑体，深度4-6M，园池直径略大于河道的河象宽度，反拱状园池的池壁和池底建有若干个圆柱体消力棒，湔濯消力池使泥石流推进冲击变为涡漩转动，从而洗雪泥石流摧毁力；

（43）堋堽崇丘：由堋堽、崇丘、垰堓、双层卸淤导沙涵组成；堋堽起到阻挡泥石流直线推进，前面泥石流速度减慢停顿，后面泥石流追上，层层相叠，逼迫泥石流回流；崇丘既保证堋堽和垰堓的稳固性，又是双层卸淤导沙涵的支撑点；垰堓使泥石流流动方向不断改变，消耗泥石流能力；双层卸淤导沙涵起到引导泥石流朝着湔濯消力池流动，保证湔濯消力池不被淤塞；

（44）既济埅未济埅：由建设在汛象区域的《易经》既济卦、未济卦埅堤组成，作用在于消耗泥石流推进能量；

（45）后湔濯消力池：位于堋堽崇丘下游，为反拱状园池建筑体，深度2-4M，园池直径略大于河道的河象宽度，反拱状园池的池壁和池底建有若干个圆柱体消力棒，湔濯消力池使泥石流推进冲击变为涡漩转动，从而洗雪泥石流摧毁力；

（46）垰堓：弧形河堤，改变泥石流方向，使泥石流涡漩转动，消耗能量。

本发明的优点是：

1、借鉴《易经》的大系统和《易经》第五十九卦涣卦第四爻辞“六四：涣其群，元吉，涣有丘，匪夷所思”的大智慧，吸取了太极、河图洛书、阴阳五行、《易经》八卦、《易经》涣卦、《易经》既济卦、《易经》未济卦等能量相互转换、相互抑制作用，建筑防避泥石流的导流工程；在中流作堋湔濯泥石流灾害隐患，根据泥石流的性质和防避要求确定防避泥石流的导流工程规模，由工程规模确定河床管控范围，即溪象、河象、汛象、洪象不同时段采用不同防避泥石流工程规模，使泥石流在“埭、湔濯、堋堽、卸、导、埅、垰堓、消”等导流措施的作用下，不断改变流动方向，形成涡漩移动，最大限度的消耗泥石流能量，使其失去了对防护对象的破坏力，提高高频发泥石流沟壑或下游有重要防护对象的河流的安全性，具有重大的社会经济意义和生态环境意义。

2、与现有技术相比，泥石流通过防避泥石流的导流工程后失去破坏性，为下游的防护对象提供最大保障，尤其适用于高频发泥石流沟壑或下游有重要防护对象的河流，该防避泥石流的导流工程将与都江堰工程一样伟大，经久不衰，千年犹存。

附图说明

图1是防避泥石流的导流工程的规划设计修建的河流示意图，图中溪象、河象、汛象、洪象标注宽度根据不同河流而定。

图2是防避泥石流的导流工程的设计示意图。

图中，1牵埭,2前湔濯消力池,3堋堽,4既济埅,5未济埅,6崇丘,7垰堓,8双层卸淤导沙涵,9后湔濯消力池,10圆柱体消力棒。

具体实施方式

如图1、图2所示，在泥石流形成的下游建设导流系统，所述的导流系统包括依次建筑的牵埭1、前湔濯消力池2、堋堽3、既济埅4、未济埅5、崇丘6、垰堓7、双层卸淤导沙涵8和后湔濯消力池9，在泄洪河道上游的洪水叫泥石流入口处的两侧分别设有若干个牵埭1，在牵埭1的后方的中间位置设有前湔濯消力池2，前湔濯消力池2的后方设有堋堽3，在堋堽3内设有崇丘6，在堋堽3内设有双层卸淤导沙涵8贯通崇丘6，在崇丘6左右两侧分别设有既济埅4和未济埅5，在既济埅4和未济埅5的后方设有后湔濯消力池9，在后湔濯消力池9的后方两侧设有垰堓7，垰堓7内设有崇丘整体构成导流系统。

其中，所述的前湔濯消力池2和后湔濯消力池9内设有若干圆柱体消力棒10。

其中，所述的前湔濯消力池2深度为4-6M。

其中，所述的后湔濯消力池9深度为2-4M。

当泥石流从上游至下游经过牵埭1、前湔濯消力池2、堋堽3、既济埅4、未济埅5、崇丘6、垰堓7、双层卸淤导沙涵8、后湔濯消力池9时使泥石流不断改变流动方向，形成涡漩移动，最大限度的消耗泥石流能量，使其失去对防护对象的破坏力。

根据以下步骤设计并建筑导流工程：

（1）在需要防避泥石流破坏对象的上游适当位置规划设计建设防避泥石流的导流工程；

（2）导流工程采用全衬砌槽型；

（3）根据泥石流的性质和防避要求，确定导流工程的泥石流流进的河床定位及管控，即溪象、河象、汛象、洪象的四级河流定位及管控；

（4）导流工程从上游到下游依次包括：

（41）牵埭：由建设在汛象区域的5道“∽”太极形埭组成，埭的作用在于改变泥石流方向，消耗推进能量，“∽”太极形埭增加埭自身抗拒摧毁能力；

（42）前湔濯消力池：为反拱状园池建筑体，深度4-6M，园池直径略大于河道的河象宽度，反拱状园池的池壁和池底建有若干个圆柱体消力棒，湔濯消力池使泥石流推进冲击变为涡漩转动，从而洗雪泥石流摧毁力；

（43）堋堽崇丘：由堋堽、崇丘、垰堓、双层卸淤导沙涵组成；堋堽起到阻挡泥石流直线推进，前面泥石流速度减慢停顿，后面泥石流追上，层层相叠，逼迫泥石流回流；崇丘既保证堋堽和垰堓的稳固性，又是双层卸淤导沙涵的支撑点；垰堓使泥石流流动方向不断改变，消耗泥石流能力；双层卸淤导沙涵起到引导泥石流朝着湔濯消力池流动，保证湔濯消力池不被淤塞；

（44）既济埅未济埅：由建设在汛象区域的《易经》既济卦、未济卦埅堤组成，作用在于消耗泥石流推进能量；

（45）后湔濯消力池：位于堋堽崇丘下游，为反拱状园池建筑体，深度2-4M，园池直径略大于河道的河象宽度，反拱状园池的池壁和池底建有若干个圆柱体消力棒，湔濯消力池使泥石流推进冲击变为涡漩转动，从而洗雪泥石流摧毁力；

（46）垰堓：弧形河堤，改变泥石流方向，使泥石流涡漩转动，消耗能量。