[發明專利]河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區方法

無效

• 申請號: 201210426424.5
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102930157A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 蔣定國;戴會超;劉偉;毛勁喬
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;張碩

技術領域

本發明屬于環境保護與資源綜合利用的技術領域，特別是涉及一種河道型水庫支流庫灣水動力特性分區的方法。

背景技術

隨著我國水電開發目標的轉變，近年來，國家相關部門提出了在保護環境的前提下大力發展水電，水電開發逐步由經濟技術制約階段轉變的環境制約階段，因此在水電開發前期，需要針對擬開發的水電庫區進行調查，評價水電開發的合理性，并根據庫區的經濟發展條件制定合理的區域發展政策。水庫成庫后，由于水體輸移能力減弱，在庫區一些支流庫灣，如果氮、磷等營養源充足，在光照比較充分的情況下，會在部分區域產生“水華”現象，影響庫區人民的生產生活，因此對水庫支流庫灣沿岸進行合理的規劃，避免“水華”現象對人民群眾產生較在影響顯得尤為重要。

現有研究表明，水動力場的分布對湖庫內“水華”的生消有較大的影響，在其它條件基本相同的情況下，由于水動力特性的不同，在湖庫內可產生較為明顯的生態分區，特別是對于河道型水庫支流庫灣而言，表現更為突出。如蔡慶華等（湖泊科學，2012）分析了三峽庫區水環境動態的時空異質性、水庫縱向分區與群落組成、垂向分布及藻類水華的成因和動態后指出，三峽水庫干流與香溪河庫灣水力學特征的差異是驅動其水環境動態的關鍵因素，其干支流水力條件是研究重點。因此對于河道型水庫支流庫灣而言，對其水動力特性進行合理劃分，是區域水環境治理和規劃的主要依據。

就現有文獻來看，目前相關文獻僅是比較籠統的指出河道型水庫支流庫灣應當被分為干流影響區、湖泊區、過渡區及天然河道，但并無相關文獻對庫灣水動力特性分區提出明確的劃分方法。現有文獻及專利依據監測結果對湖庫的營養物進行生態分區，如公開號為CN102496067A的一種湖泊營養物分區控制技術方法發明專利及公開號為CN102495877A的一種湖泊營養物生態分區邊界識別的技術方法，給出了湖泊營養物及生態分區的相關方法，可提供比較好的借鑒。但應指出，這種方法需依靠大量的現場長時間序列的監測數據，對于擬修建的水庫，無法依據這些方法掌握庫區支流庫灣的生態分區，因此需要提供一種合理的預測方法，為庫灣支流區域內的規劃和發展提供參考。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區方法。

為了達到上述目的，本發明提供一種河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區方法，其包括以下步驟：

㈠采用數值方法獲得研究區域內的水動力場，并存儲水動力場的計算結果；

㈡分別在干支流上游入流邊界上設置單位密度的守恒物質為示蹤劑，利用存儲的水動力場計算結果分析示蹤劑在庫灣內的時空分布，若在研究時段計算區域內各點干支流示蹤劑濃度與初始值之比的和不大于0.9，則需將計算初始時段向前推移，當在研究時段區域內各點干支流示蹤劑濃度與初始值之比的和大于0.9時，存儲示蹤劑時空分布結果，進行下一步分析；

㈢讀取存儲的示蹤劑時空分布結果，統計計算區域內各點干流示蹤劑在指定時段內的濃度分布，若研究區域內某一點的干流示蹤劑濃度與干流示蹤劑濃度初始值之比，在指定時段80%的時間內都大于60%，則該點在研究時段內處于干流影響區，否則該點在研究時段內不在干流影響區；

㈣若該點不在干流影響區，讀取水動力場的計算結果，統計該點平均流速的時間分布，若在指定時段80%的時間內都小于0.01m/s，則該點在研究時段內處于湖泊區；若該點平均流速在指定時段80%的時間內都大于0.01m/s且不大于0.05m/s，則在研究時段內處于過渡區；若該點平均流速在指定時段80%的時間內都大于0.05m/s，則該點在研究時段內處于天然河道區；

㈤根據各點的分析結果，將各點水力特性歸類，若在1km的河段內，有60%以上的點都處于一水力特性區，則可認為該河段都處于該水力特性區，逐段統計即可得到研究區域在研究時段內的水力特性分區結果。

上述的河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區方法中，計算區域應包括河道型水庫干流及支流庫灣；水庫的計算范圍可在與支流庫灣交匯處上下游各選一段，并且長度應大于五十倍水深，從而提高計算效率。

上述的河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區方法中，干流與支流的示蹤劑所用的守恒物質應不同。