[發明專利]一種城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法

在審

• 申請號: 202010775789.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111910575A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 趙進勇;于子鋮;付意成;彭文啟;張晶
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02B1/02;E02D17/18
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

1.一種城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據河相關系和河道的現狀地勢，得到幾種灘島的初步平面布局；

S2、根據河道的現狀地勢，建立河道的物理模型；

S3、采用河道的物理模型對灘島的初步平面布局進行驗證，得到最優灘島的平面布局；

S4、根據最優灘島的平面布局，采用河道天然材料對邊灘和江心洲島進行構建。

2.根據權利要求1所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、根據河相關系和穩定河灣公式，初步得到邊灘數量和邊灘之間的距離；

S12、根據邊灘數量和邊灘之間的距離，得到河道的現狀地勢上的幾種邊灘初步平面布局；

S13、在河道的下游設置江心洲島；

S14、根據島嶼理論，確定邊灘和江心洲島的面積，得到幾種灘島的初步平面布局。

3.根據權利要求2所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述步驟S11中穩定河灣公式為：

L_m＝12B

T_m＝4～5B

其中，L_m為河灣跨度，B為河寬，T_m為幅度。

4.根據權利要求1所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述步驟S2中河道的物理模型包括：水動力模型和生境模型。

5.根據權利要求4所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述水動力模型為：

其中，t為時間，x為笛卡爾坐標系下的橫坐標，y為笛卡爾坐標系下的縱坐標，11為水位，h為靜置水深，u為流速在x方向上的分量，v為流速在y方向上的分量，p_a為當地大氣壓，ρ為水的密度，ρ₀為參考水密度，f為Coriolis力參數，s_xx、s_xy、s_yx和s_yy為輻射應力分量，T_xx、T_xy、T_yx和T_yy為水平粘滯應力項，τ_sx、τ_bx、τ_sy和τ_by為有效剪切力分量，S為源項，u_s、v_s為源匯項水流流速，為沿水深平均的流速。

6.根據權利要求4所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述生境模型為：

其中，WUA為目標物種有效棲息地面積，n為單元個數，A_i為第i個單元的面積，CSF(V_i，C_i，D_i)為第i個單元的綜合的適宜性值，V_i為第i個單元的流速，C_i為第i個單元的河床地質，D_i為第i個單元的水深適宜度指數。

7.根據權利要求1所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述步驟S4中對邊灘進行構建的方法為：在河道岸坡位置由底層至上層依次投放礫石堆，直到與親水平臺持平，并在邊灘上游種植水生植物；

所述邊灘的底層礫石堆中礫石的粒徑為5-10cm；

所述邊灘的上層礫石堆中礫石的粒徑為15-40cm。

8.根據權利要求1所述的城市順直河道內自然型灘島群人工構建方法，其特征在于，所述步驟S4中對江心洲島進行構建的方法為：在河道的主河槽的中心位置由底層、中層至上層依次投放礫石堆，在上層上從下至上依次鋪放土工布、土層和種植植被，并采用圓木和木樁固定外側，得到江心洲島；

所述江心洲島的底層礫石堆中礫石的粒徑為5-10cm；

所述江心洲島的中層礫石堆中礫石的粒徑為15-40cm；

所述江心洲島的上層礫石堆中礫石的粒徑為5-10cm，其上層礫石堆的高度為20cm，其距正常水位10cm的高度；

所述江心洲島的土層為15cm的高度。