常见泥石流特征值的定义和计算获取方法
1. 关于泥石流特征值
泥石流特征值是指描述泥石流动力学和流态特征的关键参数，是认识泥石流和进行泥石流防治工程设计的基本数据。泥石流特征值是泥石流防治工程的主要设计依据，防治方案的确定和该取值有着直接的关系，只有保证泥石流特征值的准确性，才能确保防治方案的科学合理性。 常见的泥石流特征值包括流体重度、流量、流速、冲压力、爬高、冲出物总量等。
2. 泥石流流体重度
2.1 含义解释
泥石流流体重度是指泥石流流动时的平均密度，通常用吨每立方米（t/m3）表示。泥石流的流体重度取决于其组成物质的性质和比例，包括土、石、水和空气等。
流体重度是反映泥石流流动特性和破坏力的重要参数，影响到泥石流的流速、冲击力、侵蚀和沉积特征等。对泥石流治理工程设计至关重要。
2.2 获取方法
泥石流流体重度的获取方法包括以下两种：
2.2.1 现场配制法
现场配制法通过采集泥石流堆积物和沟水混合成泥浆，测定其重量和体积后计算流体重度。
- 选择典型取样点进行采样，如主沟坝位、排导槽进口、沟口等位置。
- 将采集的堆积物与沟水按实际比例混合搅拌，参考历史泥石流发生时的浓度，模拟泥石流实际状态。
- 测量混合泥浆的重量 G（t）和体积 V（m3），使用以下公式计算泥石流流体重度：
γ = G / V
2.2.2 评分取值法
评分取值法是依据规范中的评分表，通过对泥石流沟道的地形特征进行评分，查表确定泥石流流体重度。
- 按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T 0220-2006）附录H填写泥石流调查表。
- 根据规范附录G中的评分表，计算易发程度评分并确定沟道的易发程度。
- 按评分结果查附录G中的表格，得到泥石流流体重度和泥沙修正系数。
2.2.3 综合取值
结合现场配制法和评分取值法的结果，综合分析确定泥石流流体重度。
- 若两种方法结果差异较小，可取平均值作为设计值。
- 若差异较大，优先采用评分取值法的结果，以保证设计的安全性和合理性。
3. 泥石流流量
3.1 含义解释
泥石流流量是指单位时间内通过沟道某一断面的泥石流体积，通常用立方米每秒（m3/s）表示。泥石流流量是决定泥石流冲击力和破坏力的重要参数，对泥石流防治工程设计至关重要。
3.2 获取方法
泥石流流量的获取方法包括以下两种：
3.2.1 雨洪法
雨洪法假设泥石流与暴雨洪水同步发生，通过计算暴雨洪峰流量并结合泥石流泥沙修正系数和堵塞系数，得到泥石流流量。
- 按照《四川省水文手册》推荐的推理公式计算不同频率下的暴雨洪峰流量 Qp。
- 根据沟道的纵比降、宽度和卡口分布，选择堵塞系数 De。
- 按以下公式计算泥石流流量：
Qc = (1 + φ) * Qp * De
其中：
- Qc：泥石流流量（m3/s）
- φ：泥沙修正系数
- Qp：暴雨洪峰流量（m3/s）
- De：堵塞系数
3.2.2 形态调查法
形态调查法通过对已发生泥石流的沟道进行现场调查，测量沟道断面和泥石流流速，计算泥石流流量。
- 测量沟道的平均宽度和泥石流泥深，计算过流断面面积 W。
- 根据沟道的纵比降和沟床糙率，计算泥石流流速 V。
- 按以下公式计算泥石流流量：
Q = W * V
3.2.3 综合取值
结合雨洪法和形态调查法的结果，进行对比分析，综合确定泥石流流量。
- 若两种方法结果相差不大，可取平均值。
- 若存在显著差异，优先采用雨洪法结果，以保证设计的可靠性。
4. 泥石流流速
4.1 含义解释
泥石流流速是指泥石流在沟道中流动的速度，通常用米每秒（m/s）表示。流速是泥石流动力特性的关键参数之一，直接影响泥石流的冲击力、爬高及防治工程的设计。
4.2 获取方法
泥石流流速的获取方法包括以下两种：
4.2.1 经验公式法
根据泥石流类型，采用不同的经验公式计算泥石流流速。对于粘性泥石流，通常采用以下公式：
V = (1 / n) * (Hc * I)1/2
- V：泥石流流速（m/s）
- Hc：泥石流平均泥深（m）
- I：沟道纵坡率
- n：沟床糙率，根据现场调查及《泥石流灾害防治工程勘查规范》查表确定。
4.2.2 形态调查法
通过对已发生泥石流的沟道进行调查，测量泥位、泥深及沟道纵坡率，根据以下公式计算泥石流流速：
V = Q / W
- Q：泥石流流量（m3/s）
- W：过流断面面积（m2）
4.2.3 综合取值
结合经验公式法与形态调查法计算结果，综合分析确定泥石流流速，通常优先采用经验公式法结果。
5. 泥石流整体冲压力
5.1 含义解释
泥石流整体冲压力是指泥石流流动过程中对沟道两侧及防治工程构筑物产生的综合冲击力，通常用帕斯卡（Pa）表示。冲压力是泥石流防治工程结构设计的重要参数。
5.2 获取方法
泥石流整体冲压力的计算依据以下公式：
P = λ * γ * V2 * sinα / g
- P：泥石流整体冲压力（Pa）
- λ：建筑物形状系数，取值范围为1.0-1.47，按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》查表确定
- γ：泥石流流体重度（t/m3）
- V：泥石流流速（m/s）
- α：泥石流与建筑物受力面夹角
- g：重力加速度（9.8 m/s2）
5.2.1 直接计算法
对已发生泥石流的沟道，测定泥石流流速、重度及冲击角，通过上述公式直接计算冲压力。
5.2.2 综合取值
结合不同频率泥石流的流速和重度，计算多次冲压力取平均值作为设计依据。
6. 泥石流爬高和冲起高度
6.1 含义解释
泥石流爬高是指泥石流流动过程中因惯性作用爬升沟道两侧的高度，冲起高度是指泥石流遇到障碍物时因动能转化为势能而产生的飞溅高度。这两个参数是泥石流防治工程挡墙设计的重要依据。
6.2 获取方法
泥石流爬高和冲起高度的计算依据《泥石流灾害防治工程勘查规范》中提供的经验公式：
H = V2 / (2 * g)
- H：泥石流爬高或冲起高度（m）
- V：泥石流流速（m/s）
- g：重力加速度（9.8 m/s2）
6.2.1 直接计算法
测定沟道泥石流流速，代入上述公式计算爬高与冲起高度。
6.2.2 综合取值
根据不同工况下的计算结果取最大值作为设计依据。
7. 泥石流弯道超高
7.1 含义解释
泥石流弯道超高是指泥石流在沟槽弯道处，由于凹岸处流速较快导致流体增厚、凸岸流体变薄而产生的高度差。弯道超高对沟道弯道防护设计有重要影响。
7.2 获取方法
泥石流弯道超高的计算依据《泥石流灾害防治工程勘查规范》提供的经验公式：
ΔH = 2.3 * (V2 / g) * (R1 - R2) / (R1 * R2)
- ΔH：泥石流弯道超高（m）
- V：泥石流流速（m/s）
- g：重力加速度（9.8 m/s2）
- R1：凹岸曲率半径（m）
- R2：凸岸曲率半径（m）
7.2.1 直接计算法
对沟道弯道处的曲率半径和泥石流流速进行测定，代入公式计算弯道超高。
7.2.2 综合取值
根据沟道多处弯道的计算结果，取最大值作为设计依据。
8. 泥石流一次过流总量
8.1 含义解释
泥石流一次过流总量是指泥石流在一次洪水期间通过沟道某一断面的总流量，通常用立方米（m3）表示。一次过流总量是泥石流防治工程蓄滞容积设计的重要参数。
8.2 获取方法
泥石流一次过流总量的计算公式为：
Q = (19 / 72) * T * Qc
- Q：泥石流一次过流总量（m3）
- T：泥石流持续时间（s），通常根据历史泥石流持续时间取值
- Qc：泥石流峰值流量（m3/s）
8.2.1 历史数据法
根据历史泥石流发生的持续时间和峰值流量，代入公式计算一次过流总量。
8.2.2 综合取值
对不同频率的泥石流进行计算，取最大值作为设计依据。
9. 泥石流一次固体冲出物总量
9.1 含义解释
泥石流一次固体冲出物总量是指泥石流在一次洪水期间携带并冲出的固体物质总量，通常用立方米（m3）或吨（t）表示。该特征值用于泥石流防治工程拦挡坝和排导槽的设计。
9.2 获取方法
泥石流一次固体冲出物总量的计算公式为：
Qs = Q * (γc - γw) / (γs - γw)
- Qs：泥石流一次固体冲出物总量（m3）
- Q：泥石流一次过流总量（m3）
- γc：泥石流流体重度（t/m3）
- γw：水的重度（1 t/m3）
- γs：泥石流固体物质的重度（2.65 t/m3）
9.2.1 直接计算法
根据一次过流总量及泥石流重度，代入公式计算一次固体冲出物总量。
9.2.2 综合取值
对不同频率的泥石流进行计算，取最大值作为设计依据。
10.关于泥石流沟
参照其他文章：
