(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111484877.9 (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 中国地质调查局成 都地质调查中心 地址 610213 四川省成 都市天府新区正兴 镇凉风顶村 3组303号10栋1层 (72)发明人 铁永波　卢佳燕　李光辉　 (74)专利代理 机构 成都华复知识产权代理有限 公司 512 98 代理人 蒋文芳 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) (54)发明名称 一种冰碛型泥 石流暴发频率的预测模型 (57)摘要 本发明涉及地质灾害防治工程技术领域， 具 体涉及一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 本发明首先在冰碛土断面上现场收集单位面积 上产生冻融破坏的土体量， 根据物源汇集量计算 模型， 分别计算出冰碛土日汇集量、 月汇集量和 年汇集量。 其次， 根据冰碛物汇集量计算泥石流 物源的汇集速度。 最后， 根据泥石流汇集速度推 导出冰碛泥石流的爆发频率。 本发 明跟以往的泥 石流爆发频率预测模型相比， 减少了对气象资料 的依赖性， 从物源汇集速度入手， 计算冰碛补给 型泥石流发生特定规模时物源汇 集所需的时间， 从而探索泥石流的暴发频率， 为高寒冻融区公 路、 铁路等基础设施建设中冻融边坡的破坏机理 研究提供参考资料， 为西部山区的经济建设提供 服务。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114186730 A 2022.03.15 CN 114186730 A 1.一种冰碛型泥 石流暴发频率的预测模型， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)根据现场收集单位面积上产生冻融破坏的松散土体量拟定计算模型， 确定冰碛物 在冻融条件下产生冰碛土日汇集 量； (2)由冰碛土日汇集 量， 确定月汇集 量统计模型； (3)确定年汇集 量的计算模型； (4)根据冰碛物物源的汇集量， 计算冰碛补给型泥石流物源的汇集速度， 推导出冰碛补 给型泥石流暴发频率与物源汇集 量之间关系； (5)获取冰碛泥石流在冻融条件下的暴发频率与泥石流暴发潜在规模、 泥石流物源汇 集量之间的关系。 2.根据权利要求1所述的一种 冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 其特征在于， 在步骤 (1)中， 所述的冰碛物在冻融条件下产生冰碛土日汇集量的计算公式为： 式 中， Vd表示冰碛土在某一天中的汇集量， Vh表示一天中一小时的冰碛土汇集量， j 表示一天中 冰碛在冻融条件下产生汇集的小时数， 其取值范围为0 ‑24， ρ 表示冰碛 物土体的容重 。 3.根据权利要求1所述的一种 冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 其特征在于， 在步骤 (2)中， 所述的月汇集量统计模型的公式为： Vm＝Vd1+Vd2+Vd3+...+Vdi， 式中， i表示一个月中 冰碛在冻融条件下汇集的天数， 其取值范围为1 ‑31。 4.根据权利要求1所述的一种 冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 其特征在于， 在步骤 (3)中， 所述的年汇集量的计算模型的公式为： 式中， φ表示一年中单位面积上 产生冻融破坏的松散土体量(kg/m2)， A表示沟道两侧裸露且破坏土体能直接进入沟道参与 泥石流的面积之和(m2)， ρ 表示冰碛 物土体的容重(kg/m3)。 5.根据权利要求1所述的一种 冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 其特征在于， 在步骤 (4)中， 冰碛补给型泥石流暴发频率与物源汇集量之间的关系式为： 式中， F表示冰 碛补给型泥石流在冻融条件下暴发的重现期(年)， V表示冰碛补给型泥石流在暴发时的潜 在规模(m3)， Vy表示冰碛补给 型泥石流物源的年汇集 量(m3/年)。 6.根据权利要求1所述的一种 冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 其特征在于， 在步骤 (5)中， 在 冰碛泥石流在冻融条件 下的暴发频率与泥石流暴 发潜在规模、 泥石流物源汇 集量 之间的关系式为： 式中， φ表示一年中单位面积上产生冻融破坏的松散土体量 (kg/m2)， A表示沟道两侧裸露且破坏土体能直接进入沟道参与泥石流的面积之和(m2)， ρ 表 示冰碛物土体的容重(kg/m3)， V表示冰碛补给 型泥石流在暴发时的潜在规模(m3)。 7.权利要求1 ‑6任意一项所述预测模型在基础 设施建设中冻融边坡的破坏机理研究中 的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114186730 A 2一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型 技术领域 [0001]本发明涉及 地质灾害防治工程技术领域， 具体涉及一种冰碛型泥石流暴发频率的 预测模型。 背景技术 [0002]随着全球气候变暖， 世界各高海拔山区的冰湖溃决事件频繁发生， 常损毁基础设 施和冲毁村镇， 造成严重的经济损失和人员伤亡。 根据冰碛坝下游沟道的固体物源分布情 况， 溃决后的洪水可能演变为泥石流。 而冰湖溃决引发的洪水或泥石流灾害规模往往是一 般洪水、 泥石流的数十倍， 造成的危害也更大。 位于高寒高海拔山区的新疆天山公路， 自20 世纪70年代末期修建完成以来， 由泥石流造成的中断交通年均累计15 ‑30余天， 严重限制了 具有国防功能且连接南北疆的公路交通运输生命线的有序进 行。 1974年中巴公路初次修建 及后期的复建工作中， 与冰川活动相关的特殊地质灾害也给工程建设带来了重大损失。 随 着对重大工程建 设和安全运行的标准逐步 提升， 对冰碛型泥 石的防治需求越来越迫切。 [0003]综上所述， 研发一种冰碛型泥石流暴发频率的预测模型， 仍是地质灾害防治工程 技术领域中急需解决的关键问题。 发明内容 [0004]针对现有技术所存在的上述缺点， 本发明在于提供一种冰碛型泥石流暴发频率的 预测模型， 本发明跟以往的泥石流爆发频率预测模 型相比， 减少了对气象资料的依赖性， 从 物源汇集速度入手， 计算冰碛补给型泥石流发生特定规模时物源汇集所需的时间， 从而探 索泥石流的暴发频率， 为高寒冻融区公路、 铁路等基础设施建设中冻融边坡的破坏机理研 究提供参 考资料， 为西部山区的经济建 设提供服 务。 [0005]为实现本发明的目的， 本发明提供了如下技 术方案： [0006]一种冰碛型泥 石流暴发频率的预测模型， 包括以下步骤： [0007](1)根据现场收集单位面积上产生冻融破坏的松散土体量拟定计算模型， 确定冰 碛物在冻融条件下产生冰碛土日汇集 量； [0008](2)由冰碛土日汇集 量， 确定月汇集 量统计模型； [0009](3)确定年汇集 量的计算模型； [0010](4)根据冰碛物物源的汇集量， 计算冰碛补给型泥石流物源的汇集速度， 推导出冰 碛补给型泥石流暴发频率与物源汇集 量之间关系； [0011](5)获取冰碛泥石流在冻融条件下的暴发频率与泥石流暴发潜在规模、 泥石流物 源汇集量之间的关系。 [0012]本发明进一步设置为： 在步骤(1)中， 所述的冰碛物在冻融条件下产生冰碛土日汇 集量的计算公式为： 式中， Vd表示冰碛土在某一天中的汇集量， Vh表示一天 中一小时的冰碛土汇集量， j表示一 天中冰碛在冻融条件下产生汇 集的小时数， 其取值范围说　明　书 1/5 页 3 CN 114186730 A 3