[发明专利]一种泥石流全过程数值模拟及数值计算方法

摘要

本发明涉及一种泥石流全过程数值模拟及数值计算方法，其通过研究泥石流形成过程及机理、泥石流沟道物质启动、泥石流运动堆积过程数值计算方法，同时构建泥石流动力学过程和工程调控数值模拟平台，提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾；提出的泥石流运动模型，将充分考虑泥石流浆体和大石块的动力特性；首次引入泥石流和动床的物质交换率的概念，考虑泥石流沿程侵蚀与灾害规模变化，形成基于全过程的泥石流形成‑运动‑堆积数值模拟及数值计算方法。本发明能提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾。

主权项

1.一种泥石流全过程数值模拟及数值计算方法，其特征在于：首先通过定点观测和野外试验获取源区产流入渗的原始数据、流域降雨数据和不同类型源地的产流数据，研究不同土体与降雨分布条件下坡面产流和坡体破坏的特征；在试验和研究的基础上运用系统动力学方法和随机过程理论研究流域系统特征，进行泥石流源地活动的时空特征分区，分析泥石流流域内坡谷汇流的动力过程，确定泥石流产汇流的特征参数；同时，利用地理信息空间分析技术实现泥石流产汇流的分布式水文模拟和计算，并通过原始观测和模拟实验数据验证，改进理论模型和计算结果；分析在山区洪水作用下沟道水流和松散固体物质的相互作用机制，深入研究泥石流运动的动力学特性，改进泥石流运动方程，揭示泥石流动力和流体性质沿程演化过程，预测给定频率降雨条件下的泥石流规模与危害范围；所述泥石流全过程数值模拟及数值计算方法具体包括泥石流形成过程数值模拟、泥石流运动过程数值模拟和泥石流侵蚀与沉积动力过程数值仿真；所述泥石流形成过程数值模拟的具体流程包括形成阶段基础数据准备、构建泥石流形成过程的动力学模型、泥石流形成过程的数值模拟以及泥石流形成阶段输出结果。