[發明專利]一種平原河網區城市水系流動確定方法

有效

• 申請號: 202010413375.6
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111598757B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 石莎;范子武;姚莉;陳輝;陳柏全;張強
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G06Q50/26
• 分類號: G06Q50/26
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 耿路

1.一種平原河網區城市水系流動確定方法，其特征在于，按照如下方法進行：

S1、對平原河網區域的水勢和水質進行分析，確定出水源進出口路徑；其包括：

S101、對平原河網區域的水動力特點的資料進行收集，并進行現場調研，明確區域內各條河流在平水期、枯水期、豐水期、汛期的水位和流向；

S102、根據各時期的水位和流向確定出外流水進入到區域的路徑和區域內水流流出的路徑；

S103、收集離區域流入與流出路徑最近的水文或水位站點歷年水位過程，進行水位概率累積分析，明確區域進出口當前水位差保證率；

S2、根據步驟S1中確定出的水源進出口路徑和現有的調度方案計算出流動水位差，并根據實際的水位差和計算出的流動水位差計算出需求水位差距值，并根據計算出的水位差距值得到不同時期的需求水位差的調度方案庫；其包括：

S201、基于對象水源進出口路徑和已有工程設施現有調度方案，采用一維河網模型精確模擬具體研究區域水系水動力特征；

S202、針對對象水源在平水期、枯水期、豐水期、汛期不同調度方案進行流動水位差核算；結合步驟S103中水位當前保證率，對比二者，確定出實際水位差與流動水位差差距；

S203、基于流動調度方案，識別對河道流動無效或起阻礙作用的已建閘、泵，予以拆除；

S204、根據實際水位差與流動水位差的差距設計擬建工程用以抬高區域進出口之間水位差和為滯流河道造勢，并針對平水期、枯水期、豐水期、汛期的不同需求建立調度方案庫；

S3、根據步驟S2得到的需求水位差的調度方案庫，提取根據調度方案庫中不同時期的進出口水位差，確定形成目標水位差水量需求，基于確定出的水位差水量需求得到汛期泄水能力；其包括：

S301、根據步驟S2中建立的調度方案庫選擇出對象區域在平水期、枯水期、豐水期和汛期的調度方案；

S302、采用一維河網模型模擬步驟S301中選擇對象區域在平水期、枯水期、豐水期和汛期的進出口水位差；并結合步驟S2中確定形成目標水位差水量需求，制定擬建工程規模；

S303、基于步驟S302中制定的擬建工程規模，采用一維河網模型模擬，得到確定形成目標水位差水量最低需求；

S304、根據確定的目標水位差水量最低需求，結合對象水源的水勢、水量和水質保證率進行水源調用方案設計；根據水源調用方案確定出汛期的泄水能力；

S4、根據確定出的汛期泄水能力完成擬建工程，通過完成的工程完成對水系流動進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種平原河網區城市水系流動確定方法，其特征在于，在進行步驟S2前，對目標對象區域水源及該區域水源對應水量的保證率、水質情況進行分析，確定出可用水源水量和可調控空間；按照如下方法進行：

A1、調研對象區域水源周邊江、河、湖的水量和水質；

A2、確定出可用水源和水量可調控空間；

A3、收集離可用水源最近的水文或水位站點歷年水位過程，進行水位概率累積分析；

A4、對各水源在各種水位下的保證率進行統計和排序；

A5、將步驟A4中排序的水源與S1中的區域出口水位進行水位特征統計分析，對不同水源區域出口水位相對水位差保證率進行統計和排序；

A6、收集各水源最近水質監測點水質資料，對水源水質進行分析，明確各水源的水質類別；

A7、綜合水量保證、水位保證和水質保證對各水源進行先后排序，排序權重為4：3：3，選取首選水源和備選水源。

3.根據權利要求1所述的一種平原河網區城市水系流動確定方法，其特征在于，所述步驟S2中的水位流動差按照如下公式確定：

式中，Z₁、Z₂分別為上下游水面高程；v₁、v₂分別為上下游斷面流速，m/s；h_ε、h_f分別為局部水頭損失和沿程水頭損失；其中，

L為河段長度m；Q為斷面平均流量m³/s；ζ為局部損失系數；K為流量模數m³/s：A為斷面面積m²,R為水力半徑m；C為謝才系數m^1/2/s。

4.根據權利要求1所述的一種平原河網區城市水系流動確定方法，其特征在于，所述步驟S302中一維河網模型模是按照如下方法建立：

式中：Q為斷面平均流量m³/s；A為斷面面積m²；Z為水位m；B為河面總寬度m；q為旁側入流流量m³/s；V_x為旁側入流在水流方向上的流速分量m/s；α為動量修正系數；K為流量模數m³/s：R為水力半徑m，C為謝才系數m^1/2/s。