[發(fā)明專利]河道型水庫支流庫灣水體水動力特性分區(qū)方法

無效

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• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102930157A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)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(fā)明屬于環(huán)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(qū)的方法。

背景技術

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

現(xiàn)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(tài)分區(qū)，特別是對于河道型水庫支流庫灣而言，表現(xiàn)更為突出。如蔡慶華等（湖泊科學，2012）分析了三峽庫區(qū)水環(huán)境動態(tài)的時空異質性、水庫縱向分區(qū)與群落組成、垂向分布及藻類水華的成因和動態(tài)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(huán)境動態(tài)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(qū)域水環(huán)境治理和規(guī)劃的主要依據(jù)。

就現(xiàn)有文獻來看，目前相關文獻僅是比較籠統(tǒng)的指出河道型水庫支流庫灣應當被分為干流影響區(qū)、湖泊區(qū)、過渡區(qū)及天然河道，但并無相關文獻對庫灣水動力特性分區(qū)提出明確的劃分方法。現(xiàn)有文獻及專利依據(jù)監(jiān)測結果對湖庫的營養(yǎng)物進行生態(tài)分區(qū)，如公開號為CN102496067A的一種湖泊營養(yǎng)物分區(qū)控制技術方法發(fā)明專利及公開號為CN102495877A的一種湖泊營養(yǎng)物生態(tài)分區(qū)邊界識別的技術方法，給出了湖泊營養(yǎng)物及生態(tài)分區(qū)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(xiàn)場長時間序列的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對于擬修建的水庫，無法依據(jù)這些方法掌握庫區(qū)支流庫灣的生態(tài)分區(qū)，因此需要提供一種合理的預測方法，為庫灣支流區(qū)域內的規(guī)劃和發(fā)展提供參考。

公開于該發(fā)明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)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(xiàn)有技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)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(qū)方法。

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

㈠采用數(shù)值方法獲得研究區(qū)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(qū)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(qū)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(tǒng)計計算區(qū)域內各點干流示蹤劑在指定時段內的濃度分布，若研究區(qū)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(qū)，否則該點在研究時段內不在干流影響區(qū)；

㈣若該點不在干流影響區(qū)，讀取水動力場的計算結果，統(tǒng)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(qū)；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(qū)；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(qū)；

㈤根據(jù)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(qū)，則可認為該河段都處于該水力特性區(qū)，逐段統(tǒng)計即可得到研究區(qū)域在研究時段內的水力特性分區(qū)結果。

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