[發明專利]一種漫灘水流灘槽過流量的計算方法

有效

• 申請號: 201610705135.7
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN106320255B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 秦杰;吳騰;李秀霞
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;G06F17/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種漫灘水流灘槽過流量的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，建立河漫灘和主槽過流量比值的關系式：

其中，Q₁、H₁、B₁、n₁分別表示河漫灘的過流量、水深、寬度、糙率；Q₂、H₂、B₂、n₂分別表示主槽的過流量、水深、寬度、糙率；k₁為綜合影響系數，f₁、f₂、f₃分別為灘槽過流量比值與水深比值、寬度比值、糙率比值的關系函數；

步驟2，建立復式斷面橫向分布水流數學模型，并對該模型進行驗證，使驗證結果滿足精度要求；采用數據擬合法分別確定函數和得到對應的表達式；

其中，函數的具體確定方法為：在數學模型中設定灘槽寬度比值和灘槽糙率比值為固定值，即B₁/B₂＝1和n₁/n₂＝1，選取不同的H₁/H₂取值作為條件，進行數學模型模擬計算，得到對應的Q₁/Q₂，建立Q₁/Q₂和H₁/H₂的關系式，即得到函數

函數的具體確定方法為：在數學模型中設定灘槽水深比值和灘槽糙率比值為固定值，即H₁/H₂＝0.5和n₁/n₂＝1，選取不同的B₁/B₂取值作為條件，進行數學模型模擬計算，得到對應的Q₁/Q₂，建立Q₁/Q₂和B₁/B₂的關系式，即得到函數

函數的具體確定方法為：在數學模型中設定灘槽寬度比值和灘槽水深比值為固定值，即B₁/B₂＝0.5和H₁/H₂＝0.5，選取不同的n₁/n₂取值作為條件，進行數學模型模擬計算，得到對應的Q₁/Q₂，建立Q₁/Q₂和n₁/n₂的關系式，即得到函數

步驟3，將步驟2中確定的函數和的表達式代入步驟1，隨機選取一系列復式斷面的灘槽寬度比值、灘槽水深比值、灘槽糙率比值進行隨機組合，通過復式斷面橫向分布水流數學模型，得到不同組合下的灘槽過流量比值，繪制灘槽過流量比值與的關系圖，擬合得到綜合影響系數k₁；

步驟4，已知全斷面過流量，根據斷面流量守恒定律及灘槽過流量比值關系，可以得到河漫灘和主槽各自的過流量。

2.根據權利要求1所述漫灘水流灘槽過流量的計算方法，其特征在于，步驟1所述河漫灘和主槽過流量比值的關系式中，函數f₂和f₃的結構形式為：

其中，y、z分別為無量綱指數。

3.根據權利要求1所述漫灘水流灘槽過流量的計算方法，其特征在于，步驟1所述綜合影響系數k₁的確定方法為：將確定的函數和的表達式代入步驟1公式中，隨機選取一系列具有不同的B₁/B₂、H₁/H₂和n₁/n₂數值，進行數學模型模擬計算，得到對應的Q₁/Q₂的值，繪制Q₁/Q₂與的關系曲線，擬合得到k₁的值。

4.根據權利要求1所述漫灘水流灘槽過流量的計算方法，其特征在于，步驟4所述河漫灘和主槽各自的過流量的計算方法為：根據斷面流量守恒定律Q＝Q₁+Q₂，以及灘槽過流量比值關系Q₁/Q₂，即可得到河漫灘和主槽對應的過流量，其中，Q為全斷面的過流量。