[發明專利]一種河道動態輸沙水量計算方法與系統

有效

• 申請號: 202110549830.X
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113221366B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張金良;劉繼祥;魯俊;謝亞光;仝亮;付健;羅秋實;崔振華;宋偉華;慕紅偉
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/08
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 張攀

本發明提供了一種河道動態輸沙水量計算方法與系統，其方法包括：收集基礎資，計算出實測流量條件下對應的河道斷面平均水深；擬合出河道平均水深與流量的冪函數關系式，結合預設公式，推導出河道瞬時輸沙能力表達式，定義引入流量過程不均勻系數，推導出河道動態輸沙能力計算方法，取河道沖淤近于沖淤平衡的年份的實測資料，率定出河道動態輸沙能力計算方法中的參數；建立河道來沙量、動態輸沙能力與河道沖淤量的關系，獲得河道動態輸沙水量的計算方法；通過統計基礎資料，分析河道流量過程不均勻系數φ變化規律及沖淤參數λ，得到河道動態輸沙水量的計算方法。該方法步驟簡明、成果可靠、計算方便、易于操作。

技術領域

本發明涉及工程泥沙技術領域，特別涉及一種河道動態輸沙水量計算方法與系統。

背景技術

黃河干流全長5464km，分為上游、中游和下游，自河源至內蒙古托克托縣河口鎮為黃河上游，河口鎮至河南鄭州桃花峪為黃河中游，桃花峪以下至入海口為黃河下游。黃河上游是黃河主要水源地，黃河中游是黃河主要產沙區，黃河下游是黃河防洪治理的重點河段。

研究黃河下游河道輸沙水量對黃河下游治理具有重要意義，是構建黃河下游高效輸沙通道，保障黃河下游河道不淤積的關鍵。黃河下游河道不同河段河道特性有著明顯的差異，不同特性河段的其輸沙水量有著較大的差異，以往成果中缺乏研究河道斷面形態特征對河道輸沙水量的影響。

為了解決以上問題，本發明根據實測資料與理論相結合，深入分析了河槽平均水深與流量之間的關系，建立了一種河道動態輸沙水量的計算方法與系統。該方法可普適推求道動態輸沙能力，步驟簡明、成果可靠、計算簡便、易于操作，是一種易于為基層科技工作者掌握和使用的簡便方法。

發明內容

本發明提供的一種河道動態輸沙水量的計算方法與系統，

本發明提供一種河道動態輸沙水量計算方法，包括：

步驟1：收集與河道相關的基礎資料；

步驟2：根據基礎資料，計算實測流量條件下對應的河道斷面平均水深；

步驟3：擬合所述河道斷面平均水深與河道流量的第一關系式，并結合預設公式，獲取河道瞬時輸沙能力表達式；

定義引入流量過程不均勻系數φ以及沖淤參數λ，并基于所述河道瞬時輸沙能力表達式獲取河道動態輸沙能力計算方法；

同時，獲取河道沖淤平衡相關的實測資料，并基于所述實測資料，確定河道動態輸沙能力計算方法中的需要參數流量過程不均勻系數φ及沖淤參數λ；

步驟4：建立河道來沙量、動態輸沙能力與河道沖淤量的關聯關系；

步驟5：基于所述基礎資料，確定所述流量過程不均勻系數φ以及沖淤參數λ的變化規律，并基于所述變化規律、關聯關系以及確定的需要參數，得到河道動態輸沙水量的計算方法，并根據所述河道動態輸沙水量的計算方法，獲取河道動態輸沙水量，并輸出顯示。

在一種可能實現的方式中，收集與河道相關的基礎資料包括：

收集河道水文測站實測水沙過程資料和歷年年內汛期、非汛期黃河下游河道水文斷面實測地形數據；

其中，所述實測水沙過程資料中的數據包括：河道日均流量、河道日均輸沙率、河道泥沙中值粒徑；

其中，在收集與河道相關的基礎資料之后，還包括：

基于河道水文斷面實測地形數據，并通過采用斷面法計算所述河道中各河段的在不同時間段內的河道沖淤量。

在一種可能實現的方式中，根據基礎資料，計算實測流量條件下對應的河道斷面平均水深的步驟包括：

基于所述基礎資料，獲取實測洪水要素；

獲取與所述實測流量條件相關的實測斷面面積以及河寬；