成都山地所研究生来站开展泥石流入库泥沙输移实验

高容重、宽级配的泥石流突发输入水库会对水库库容及输水设施造成危害。泥石流大部分会在交汇口堆积,粗泥沙颗粒继续输移沉积,细颗粒泥沙沿河道持续输移、分散落淤,增加水轮机的磨损概率,降低水电工程发电效能。因此,厘清泥石流入库后的泥沙输移规律对水利工程运行管理具有重要意义。

2024727日至1213日,成都山地所博士研究生熊薇、硕士研究生蒋亮来站开展大规模泥石流入库泥沙输移实验。实验主要考虑泥石流规模、泥石流容重、颗粒级配、沟床纵坡、水库水位共五个变量。其中针对颗粒级配,将根据野外土样参数,通过改变粗颗粒与细颗粒组两组粒组的占比设不同级配。

泥石流进入水库的过程是非牛顿流体与牛顿流体交汇的复杂作用过程,其进入水库后,会潜入水底下方整体悬浮前进,形成异重流。在异重流运动过程中,清浑水交界面处的两层流体掺混,导致流层间的密度梯度减小,异重流形态逐渐消失,泥沙颗粒沿程落淤,其含量与颗粒大小在时间和空间上不断发生变化。实验结果表明,泥石流自身因素与水库因素均对泥石流侵入水库背景下的泥沙输移特征具有显著影响。


实验布置

 泥石流入库俯视图

泥石流入库侧视图


 


下载附件