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申请/专利权人：三峡大学

摘要：本发明提供了一种针对泥石流灾害的生态‑岩土协同减灾方法，包括以下步骤：步骤1：收集流域内基本信息，确定物源区、流通区、堆积区；步骤2：对泥石流的物源区、流通区、堆积区进行生态‑岩土协同减灾的初步设计；步骤3：基于初步设计，计算出全流域内的能量降低率；步骤4：基于粒子群算法，对初步设计进行调整，选出能量降低率的最优配置；步骤5：基于最优配置，确定出三个分区的空间配置。本申请提出的泥石流灾害的生态‑岩土协同减灾系统和方法，能够有效的拦排泥石流，既达到了生态消能和岩土减灾的效果，也提升了泥石流流域内的生态稳定性，实现了泥石流灾害的综合防治。

主权项：1.一种针对泥石流灾害的生态-岩土协同减灾方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：收集流域内基本信息，确定物源区、流通区和堆积区；步骤2：对泥石流的物源区、流通区和堆积区进行生态-岩土协同减灾的初步设计；步骤3：基于初步设计，计算出全流域内的能量降低率；步骤4：基于粒子群算法，对初步设计进行调整，选择能量降低率的最优配置；步骤5：基于最优配置，确定出三个分区的最优空间配置；所述步骤2中初步设计具体包括：针对物源区岩土体表面及内部喷注水泥基，达到稳定物源区和构建生态环境的效果；针对流通区的石块搭建榫卯结构小型拦挡坝，降低泥石流能量，达到耗能的效果；针对堆积区的地势，在区域内错落种植植物，并搭建W形挡墙，形成天然的阻拦区及停淤区；所述喷注水泥基采用可拆卸组装的喷注机进行喷注；所述石块选择粒径为500-700mm；所述榫卯结构搭建过程是用带燃油发电功能的切料机对石块进行处理，预留出卯，用水泥基作为榫进行浇筑，形成以石块搭建榫卯结构小型拦挡坝；所述错落种植植物是将植物坝和榫卯拦挡坝进行排列组合；所述可拆卸组装的喷注机使用方法为通过控制带有滑槽（4）的转盘（5）与带有滑轮（7）的拉杆（8）的夹角以及伸缩杆（9）的长度，从而控制喷枪（10）所在的位置，喷枪（10）由承台（11）和可伸缩套环（12）固定；调节好喷枪（10）的位置，可启动燃油发电机（17）与抽料机（13），将储料桶（1）内的水泥基经送料管（14）抽至喷枪（10）中，再由泵机（15）将水泥基抽至五个喷头（16）处，最终由喷头将水泥基喷注至岩土体表面；在喷注的同时，能够调节转盘与拉杆的夹角以及伸缩杆的长度来改变喷注方向，利用推手（18）移动整个装置，将喷头处的泵机和喷头进行拆卸，对岩土体内部进行喷注；所述植物坝为乔木和灌木相间排列的正方形；所述的能量降低率计算方法包括：结合野外实测，通过室内试验模拟流域内减灾消能前后的泥石流，测得泥石流体的基本特征值和运动参数，基于试验对参数进行修正，从而在软件内模拟分析流域内泥石流，得到能量计算的经验公式，对比减灾消能前后的经验公式得到流域内泥石流能量降低率： ；其中，为泥石流能量实验系数；为固相颗粒体积分数；为固相颗粒的平均粒径，单位，；为固相颗粒的容重，单位为；为固相颗粒的流速，单位，；为液相的容重，单位，；为液相的流速，单位，；为流向与流速的夹角；对初步设计进行调整包括：对水泥基材料配比的调整、对石块粒径的调整、对拦挡坝规模的调整、对植物坝排列方式的调整、对植物坝植物类型进行调整和对三个分区减灾配置的整体性的调整；确定三个分区的最优空间配置包括：针对物源区陡峻区域进行集中喷注，其余区域进行均匀喷注；针对流通区将拦挡坝选址在主沟的葫芦腰处；针对堆积区将物坝和榫卯拦挡坝的组合选址在沿葫芦腰下游方向的两侧区域。

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