[發明專利]有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法

有效

• 申請號: 201910129175.5
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN110004871B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 劉超;單鈺淇
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 51202 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 呂建平

1.一種有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于包括以下步驟：

(S1)確定無植被區域的紊動強度k_t(b)；

(S2)確定有植被區域的紊動強度k_t(p)；

(S3)根據以下公式(1)確定單位寬度河道橫截面的總紊動強度k_t：

式中，φ_p為單位河道面積內的植被群落面積占有率，φ_p＝nA_p，A_p為單個植被群落的俯視投影面積，n為單位面積河道內的植被群落數；φ為單個植被群落內單位面積的植株占有率，m為植被群落內部單位面積的植株密度，d為每根植被枝干直徑，

(S4)根據以下公式(2)確定單位寬度河道輸沙率Q_s：

式中，Q_s*為河床單位寬度無量綱輸沙率，

k_t*為單位寬度河道無量綱總紊動強度，ρ_s為泥沙的密度，ρ為水的密度，g為當地重力加速度，d_s為泥沙粒徑。

2.根據權利要求1所述的有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于根據以下公式(4)確定有植被群落區域的紊動強度k_t(p)：

式中，C_f為河床阻力系數，U_p為有植被區域平均流速；γ為無量綱計算參數，取值范圍為0.9-1.2，C_D為植被拖曳力系數。

3.根據權利要求2所述的有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于根據以下公式(5)計算得到有植被群落區域的平均流速U_p：

式中，U₀為植被群落前端流速，U_∞為上游平均流速，a為單位寬度河道橫截面的植被群落阻水面積，a＝md，D為植被群落直徑。

4.根據權利要求3所述的有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于對于C_DaD＞4高密度植被群落，滿足以下條件：

U_e為植被群落尾端流速，

則U_p通過以下公式計算得到：

U_p＝[U₀+0.16U_∞]/2；

D為植被群落直徑。

5.根據權利要求2至4任一權利要求所述的有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于根據以下公式(6)確定無植被區域的紊動強度k_t(b)：

式中，C_f為河床阻力系數，U_b為無植被區域的平均流速。

6.根據權利要求5所述的有植被群落河道的推移質輸沙率預測方法，其特征在于根據以下公式(7)計算得到無植被區域的平均流速U_b：

式中，U_∞為上游平均流速，其中Q為河道上游來流量，H為水深，B為河道寬。