[發明專利]一種濱海淤積型河道綜合治理方法及系統

有效

• 申請號: 202210934707.4
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN115305864B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 盧陳;吳娟;姚麗娟;劉國珍;劉佳琪;楊裕桂;吳堯;袁菲;高時友;佟曉蕾
• 申請（專利權）人: 珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;E02B3/02;E02B1/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 牛念

1.一種濱海淤積型河道綜合治理方法，其特征在于，根據安全泄洪斷面指導流域上游、中游和河口的治理方法，步驟如下：

步驟1：根據堤防設計規范和堤防須滿足的景觀高度確定河道的斷面平均水位；具體為：根據滿足景觀要求的堤防高度，利用堤防設計規范的計算方法反推設計水位，得到河道流域沿程水面線，進而確定河道的斷面平均水位；

步驟2：根據一維圣維南方程組確定河道斷面流量Q_i和過水面積A_i：

連續方程

動量方程

式中：

Z——斷面平均水位；

Q_i——斷面流量；

A_i——過水面積；

B——河道水面寬度；河道水面寬度通過遙感衛星影像獲取；

x、t——x為斷面起始位置到當前斷面的距離，t為計算起始時刻到當前時刻的時長；

q——旁側入流，負值表示流出；

β——動量校正系數；

g——重力加速度；

S_f——摩阻坡降，S_f＝g/C²，C為謝才系數；

u_l——單位流程上的側向出流流速在主流方向的分量；

步驟3：對流域上游區采用流域調蓄的方法，實行高水截排、蓄滯洪區、流域調蓄設施聯合調度的措施，控制上游河道的斷面流量為Q_i；

對流域中游段采用河道疏擋的方法，實行清障清淤和堤防提升的措施，控制中游河道的過水面積為A_i；

根據步驟2計算結果對流域河口區采用河口控導的方法，對河口實行泄洪整治和建設水閘樞紐的措施；建設水閘樞紐的措施是指建設集“擋潮、通航、防洪”功能于一體的河口水閘樞紐，由水閘段、船閘段和兩岸連接段三大部分組成；在每個月的大潮期間，高潮位時關閉水閘，落潮低潮位階段時打開水閘，利用開閘期間落潮流沖刷河道及河口；

對河口實行泄洪整治具體為：

泄洪整治是指河口汊道整治，首先根據竇國仁潮汐河口河相關系公式得到平均潮流量時水面寬度b：

式中：

b－平均潮流量時水面寬度(m)；

Q－平均落潮流量(m³/s)；

U_cs－懸沙止動流速(m/s)，U_cs＝9.01d₁/2，d₁為懸沙代表粒徑；

U_cb－底沙止動流速(m/s)，U_cb＝9.01D₁/2，D₁為底沙代表粒徑；

S－平均落潮含沙量(kg/m³)；

k－挾沙力系數，取k＝4.0；

α－河岸與河底的相對穩定系數，取1.0；

β－涌潮系數，β取1.0；

比較河道水面寬度B和平均潮流量時水面寬度b，若b＞B，則按寬度B束窄河床，以減少河口水流分汊；如b小于或等于B則按b作為整治河寬。

2.一種濱海淤積型河道綜合治理系統，其特征在于，該系統是根據安全泄洪斷面指導流域上游、中游和河口的治理方案，包括以下模塊：

斷面平均水位獲取模塊：根據堤防設計規范和堤防須滿足的景觀高度確定河道的斷面平均水位；斷面平均水位獲取模塊是根據滿足景觀要求的堤防高度，利用堤防設計規范的計算方法反推設計水位，得到河道流域沿程水面線，進而確定河道的斷面平均水位；

斷面流量及過水面積計算模塊：根據一維圣維南方程組確定河道斷面流量Q_i和過水面積A_i：

連續方程

動量方程

式中：

Z——斷面平均水位；

Q_i——斷面流量；

A_i——過水面積；

B——河道水面寬度；河道水面寬度通過遙感衛星影像獲取；

x、t——x為斷面起始位置到當前斷面的距離，t為計算起始時刻到當前時刻的時長；

q——旁側入流，負值表示流出；

β——動量校正系數；

g——重力加速度；

S_f——摩阻坡降，S_f＝g/C²，C為謝才系數；

u_l——單位流程上的側向出流流速在主流方向的分量；

流域調蓄及河道疏擋調控模塊：對流域上游區采用流域調蓄的方法，實行高水截排、蓄滯洪區、流域調蓄設施聯合調度的措施，控制上游河道的斷面流量為Q_i；

對流域中游段采用河道疏擋的方法，實行清障清淤和堤防提升的措施，控制中游河道的過水面積為A_i；

泄洪整治和水閘建設樞紐治理模塊：根據斷面流量及過水面積計算模塊計算結果對流域河口區采用河口控導的方法，對河口實行泄洪整治和建設水閘樞紐的措施；泄洪整治和水閘建設樞紐治理模塊中，建設水閘樞紐的措施是指建設集“擋潮、通航、防洪”功能于一體的河口水閘樞紐，由水閘段、船閘段和兩岸連接段三大部分組成；在每個月的大潮期間，高潮位時關閉水閘，落潮低潮位階段時打開水閘，利用開閘期間落潮流沖刷河道及河口；

對河口實行泄洪整治具體為：

泄洪整治是指河口汊道整治，首先根據竇國仁潮汐河口河相關系公式得到平均潮流量時水面寬度b：

式中：

b-平均潮流量時水面寬度(m)；

Q-平均落潮流量(m³/s)；

U_cs-懸沙止動流速(m/s)，U_cs＝9.01d₁/2，d₁為懸沙代表粒徑；

U_cb-底沙止動流速(m/s)，U_cb＝9.01D₁/2，D₁為底沙代表粒徑；

S-平均落潮含沙量(kg/m³)；

k-挾沙力系數，取k＝4.0；

α-河岸與河底的相對穩定系數，取1.0；

β-涌潮系數，β取1.0；

比較河道水面寬度B和平均潮流量時水面寬度b，若b＞B，則按寬度B束窄河床，以減少河口水流分汊；如b小于或等于B則按b作為整治河寬。