[发明专利]一种由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法

权利要求书

1.一种由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：

S1：生成河床变形区域的计算网格，依据由工程建设引发的强紊动区各网格节点水流紊动强度与河道整体平均紊动强度值之比λ，基于能耗原理，通过下式修正强紊动区各网格节点水流饱和挟沙能力，获得与实际相符合的强紊动区各网格节点饱和挟沙力S_*紊动：

S_*紊动＝λ×S_*

式中：S_*紊动为强紊动区饱和挟沙力；S_*为水流饱和挟沙力；λ为强紊动区紊动强度与整体平均紊动强度值之比；

S2：根据强紊动区各网格节点实际含沙量计算值S与强紊动区各网格节点饱和挟沙力S_*紊动，基于沉降通量守恒原理，依据下式计算得到强紊动区的河床变形值：

式中：ΔZ_b为河床变形值；γ_s为河床泥沙干容重；ω泥沙沉降速度；S、S_*紊动分别为实际含沙量及强紊动区饱和挟沙力；Δt为计算时间长度。

2.根据权利要求1所述的由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述由工程建设引发的强紊动区各网格节点水流紊动强度与河道整体平均紊动强度值之比λ的获取过程包括：

S11：收集指定河床变形区域的基础资料；

S12：根据收集到的基础资料，生成河床变形区域的计算网格，建立河床变形区域的水流泥沙数学模型；

S13：依据河道强紊动区的边界条件，基于水沙运动基本理论和控制方程，采用水流泥沙数学模型计算河道各网格节点的紊动强度分布，据此计算出河道整体平均紊动强度值，再计算出由工程建设引发的局部强紊动区各网格节点的紊动强度与整体平均紊动强度值之比λ。

3.根据权利要求2所述的由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，所述指定河床变形区域的基础资料包括河道地形、约束边界、水文条件、河床级配。

4.根据权利要求2所述的由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，所述河道强紊动区的边界条件包括河道水位、流量。

5.根据权利要求2所述的由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，所述预测方法还包括：

采用水流泥沙数学模型继续计算河道各网格节点水深、流速以及实际含沙量S，再根据水流挟沙力公式计算河道各网格节点的水流饱和挟沙力S_*。

6.根据权利要求1所述的由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，其特征在于，所述预测方法还包括：

S3：结合计算得到强紊动区的河床变形值判定河床变形风险等级和对应的防护策略。