[发明专利]人为引发河床演变对河流水位变化敏感性分析方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及水利工程技术开发领域，具体的说是一种人为引发河演对河流水位变化敏感性分析方法。 

【背景技术】

天然河床在径流与海潮等自然水动力作用下，或由于挖沙、筑坝等人为干预发生变形的自然现象，称之为河床演变。天然河床的演变与河道砂石紧密相连。河道砂石有两个属性，首先河道砂石是河床的重要组成部分，事关河势的稳定、防洪和通航的安全、涉河工程的正常运用以及生态与环境保护。其次河道砂石是一种有限的资源。采砂是人为改变河床自然形态的一项活动，某些河流的一部分河段10年时间，挖掉了相当于200年的砂石资源沉积量，不少河流的采砂活动已经充分证明，缺乏规划指导的采砂活动必然处于盲目无序的失控状态，给河势稳定、防洪和通航安全等方面都带来了很大危害。河床演变的影响涉及面广，“牵一发而动全身”，因河床演变，福建省闽江上的华东地区最大水电站水口水电站、晋江上的金鸡大型水闸、九龙江上的北引大型水闸和西溪大型水闸等重要水利设施的部分功能丧失、或遭受严重破坏，甚至重建，造成巨大经济损失；不仅如此，由于河床演变，闽江和九龙江上有数百年历史的万寿桥、洪山古桥、江东古桥和十五户陂相继被毁，河床演变还使水动力条件发生变化，河口退缩、湿地消失、咸潮上溯，福建省省会城市福州的一些水源地取水口因河床演变导致水流条件改变，氯离子浓度一度超标十倍，漳州市宝新引水工程和漳州市第二自来水厂因水动力条件变化而报废，严重影响农田灌溉和城市饮用水安全。 

经济社会的发展对河道砂石的需求是必然的，而河道砂石的可利用量是有限的，超出了河道的承载能力将会带来不可逆转的影响，引发了诸多重大 的涉江涉水公共安全问题。如何处理好保护与利用、需要与可能、人与自然的三大关系，就非常需要能够预测在河道不同区域人为挖沙对天然河床演变方向及沿程水位变化规律的分析方法，以掌握人类活动对未来河流运动的变化规律的影响，指导科学、合理、适度地利用河道砂石资源，维护河流健康，充分保护和发挥河流的多功能作用，以更好地支撑经济社会的发展。 

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种人为引发河床演变对河流水位变化敏感性预测分析方法，该方法能够对已探明的天然河沙分布规律进行概化分类，指导科学采砂，确定在各种人为干预条件下，天然河流各过水断面未来水位变化规律，以确保人水和谐发展。 

本发明是这样实现的： 

人为引发河演对河流水位变化敏感性分析方法，其特征在于:包括如下步骤: 

步骤1：收集待评估河道区域有水文记录以来的径流资料，确定造床流量，潮型选择造床径流发生日河口实测潮位过程； 

步骤2：采集造床径流发生日前后天然河床实测地形图； 

步骤3：采集天然河床地质资料，确定各断面沙层埋深，沙层宽度； 

步骤4：通过土工试验确定推移质与悬移质的特征参数； 

步骤5：依据上述基础数据，建立水沙计算数学模型； 

步骤6：通过水位验证、悬移质含沙量验证、地形冲淤验证，律定天然河床糙率； 

步骤7：基于天然河床河沙储量分布的河床区域划分为四区，具体包括： 

设天然河道总长度为Lt，实测河道断面数为m，实测河道断面沙层宽度为Wi，i＝1～m，实测河道断面积为Si，i＝1～m，河床各实测断面总平均沙层储量面积河床总平均当量下切深度则： 

A区： 

河长为LA＝(25％±1％)×Lt； 

区域河沙平均储量面积SAav＝(37％±3％)×Sav； 

区域河沙最大储量面积SAmax＝(70％±2％)×Sav； 

区域河沙平均当量埋深HAdl＝(80％±2％)×Hdl； 

区域河沙最大埋深HAdlmax＝(120％±10％)×Hdl； 

B区： 

河长为LB＝(25％±1％)×Lt； 

区域河沙平均储量面积SBav＝(74％±2％)×Sav； 

区域河沙最大储量面积SBmax＝(150％±10％)×Sav； 

区域河沙平均当量埋深HBdl＝(107％±10％)×Hdl； 

区域河沙最大埋深HBdlmax＝(130％±10％)×Hdl； 

C区： 

河长为LC＝(30％±1％)×Lt； 

区域河沙平均储量面积SCav＝(160％±5％)×Sav； 

区域河沙最大储量面积SCmax＝(260％±10％)×Sav； 

区域河沙平均当量埋深HCdl＝(108％±5％)×Hdl；