防砂坝与泥石流的相互作用

从整个流域角度看即防砂坝与流域的互馈机制，从防砂坝的工作历程看，防砂坝与泥石流流域的相互影响可分为两个阶段的运行状态。第一阶段为防砂坝的初始设计状态，防砂坝修建后对上游入库与下游出库的当场泥石流的容重、规模等进行调节，拦蓄泥石流后发挥调节沟道纵坡、稳固滑坡坡脚和控制沟床质储量与堆积形态等作用，这一阶段以防砂坝对泥石流的调节作用为主，表现为泥石流的淤积当沟床比降、泥沙输移量等变化到一定程度并适应所建防砂坝时，两者的相互作用发生转变，以泥石流对防砂坝的作用为主，如冲击、冲刷、磨蚀等，同时防砂坝也转化为长期运行状态。在防砂坝的两个状态过程中，一种情况是由于对泥石流规模的估计过大，存在防砂坝工程的设计预估量超出泥石流的实际规模，使防砂坝工程前期淤积量不多，常年处于闲置状态，导致资源浪费另一方面还存在因拦蓄量估计不足，坝库淤积量剧增导致设计标准不足，超量淤积和过流使防砂坝损坏提供新的泥石流物源，造成更大规模的泥石流灾害。因此防砂坝的工程设计不但要考虑工程实施前的流域原始状态，还应满足流域系统转化后的长期运行状态。相关课题的研究将为解决防砂坝工程设计年限、规模及参数等相关问题提供依据，使防砂坝的调节能力与泥石流规模的发展变化相适应。

防砂坝与其他防护工程的协同作用

根据流域中泥石流灾害规模和性质等不同，所采取的防治措施和修建的防护工程各有区别，不同类型防护工程的结合能够达成多种防治目的，如以工程量最小为目的的生物工程防治与土木工程防治相结合的措施、防砂效益最大以防砂坝为防治系统主导工程的措施和输沙效益最大以排导槽为主导防治工程的措施、系统可靠性最高的综合治理措施等。目前泥石流防治工程多为单项工程设计，忽略了多项防护工程间的协同作用，而导致单项工程的设计不合理，在防砂坝工程的设计中显得尤为突出。基于防砂坝与流域的互馈机制，考虑防砂坝的调控作用和泥石流流域的反馈作用，针对不同防治目标，将防砂坝与上下游的防治工程联系起来，进行局部沟段防治工程群的配置优化，进而使全流域的防治工程组成一个防治能力优化的防治工程系统。从协同作用方面考虑防砂坝的设计等内容也为防砂坝研究提出了新思路，如上下游工程分担泥石流流量的比例、相邻工程修建时的衔接构造等。