泥石流包含大量粗大顆粒且運(yùn)動(dòng)速度快而具有極大破壞力,所以通過水石分離方法對(duì)粗大顆粒進(jìn)行調(diào)控可以減輕泥石流災(zāi)害。目前具有水石分離功能的泥石流減災(zāi)工程主要為各種透水型攔擋壩,然而,這些結(jié)構(gòu)存在一個(gè)普遍問題,即結(jié)構(gòu)開口易被分離出的固體顆粒堵塞并造成淤積,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的水石分離功能不能持續(xù)發(fā)揮,并失去減災(zāi)功能。
為了解決這一問題,中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所韋方強(qiáng)研究員帶領(lǐng)的研究小組通過分析泥石流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和現(xiàn)有分離結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),重點(diǎn)研究了利用粗大顆粒自身重力使分離的粗顆粒自主離開結(jié)構(gòu)體的分離方法,據(jù)此研發(fā)出一種可持續(xù)自主分離粗大顆粒的魚脊型水石分離結(jié)構(gòu),從根本上解決了水石分離結(jié)構(gòu)因堵塞而失效的難題。
通過試驗(yàn)驗(yàn)證,該水石分離結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于山洪和密度小于1.90t/m3的泥石流。在山洪和泥石流流域內(nèi)配置不同分離參數(shù)的多級(jí)結(jié)構(gòu),可以進(jìn)行多級(jí)水石分離,對(duì)山洪和泥石流運(yùn)動(dòng)過程中的物質(zhì)和能量進(jìn)行調(diào)控,實(shí)現(xiàn)更加有效的減災(zāi)目的。
相關(guān)研究成果以A new water–sediment separation structure for debris flow defense and its model test和Calculation of the separation grid design length in a new water–sediment separation structure for debris flow defense為題發(fā)表在Bulletin of Engineering Geology and the Environment上,并已獲得2項(xiàng)專利授權(quán)(ZL201120352219.X、ZL201310738319.X)。