汶川大地震对当地地形地貌及地质结构产生了巨大破坏,直接触发及间接诱发了大量崩塌滑坡,为震后泥石流的暴发提供了丰富的固体物源。地震过程中,崩塌、滑坡堆积体直接于流域沟道内堆积,部分或完全沟道堵塞。雨季到来时,洪水冲蚀裹挟沟道表层松散堆积物,不断对沟底进行铲蚀,对两侧沟岸冲蚀掏空。崩塌、滑坡形成的堆积体,多呈松散杂乱堆积,边界极不规则,毫无稳定性可言,经沟道洪水对堆积坡脚冲蚀掏空,产生滑动、垮塌参与到泥石流形成中则成为了必然结果,成为沟道泥石流形成的重要组成因素。为了将泥石流固体物源留在山谷中,阻止或减少泥石流沟口冲出量,从而保护下游人民的生产生活安全,其工程措施是常常选择在沟道合适地段设立不同类型拦挡坝、拦砂坝、隔栅坝等坝体,以达到控制泥石流冲出量的目的。拦挡坝除了对泥石流固体物源起到停淤作用外,由于较高坝体产生的巨大临空面,对泥石流体产生很强的消能作用,随着沿程动能耗散,尤其是泥石流过坝时产生动能大量耗散,大粒径块石即出现沿程逐级停淤,而细粒物质随流体前进。沿程流体势能得不到足够补充,动能严重耗散,流体固体物源沿程停淤分选,保证了冲出沟口部分流速较缓、动能较小,颗粒粒径较小,对下游冲击力有限。而经大量调查证明,泥石流造成的重大破坏多为较高的流速及裹挟的巨型碎块石构成,当此两项重要破坏因素都不复存在时,拦挡工程即取得了较好的防灾效益。泥石流能量耗散机理是泥石流运动学的科学问题之一,本文基于流体力学,对修建有4座拦砂坝的彻底关沟泥石流系统建坝前后泥石流结构成分、运动状态通过建立大量物理模型和数学模型进行理论推导分析,将整个流域内泥石流系统分为几部分分别进行细致理论探讨,提出不同库容形状时的体积计算方法,分析计算流体中块石运动状态,泥石流体过坝消能机理等。最后又对梯级拦砂坝对整个沟域的影响进行整体评价,对进一步认识泥石流动力学特性有一定科学价值,并且,为今后泥石流拦挡坝的防治效益评估提供部分参考。