[发明专利]一种感潮河段造床流量的计算方法

权利要求书

1.一种感潮河段造床流量的计算方法，其特征在于，将流量输沙率法应用于感潮河段造床流量的计算之中，包括如下步骤：

步骤一，建立潮流数学模型，计算研究河段选定断面年内逐时水位流量、洪枯季大潮潮差以及洪枯季水位差；

步骤二，将河段某一断面流量分成若干相等的流量级，确定各级流量出现的频率P；

步骤三，计算出相应于每一级流量的造床作用QⁿP乘积值；所述步骤三具体包括：计算出相应于每一级流量的QⁿP乘积值，其中Q为该级流量的平均值，根据马卡维耶夫法的理论，某个流量造床作用的大小与其输沙能力的大小有关，对于潮汐河口，以悬移质输沙为主，水流输沙能力表示为：

G_s＝bQⁿ (2)

式中Q—某级流量，b—系数，n—指数；G_s—水流输沙能力；

在计算中指数n分别取2、3、4；对于各断面不同指数n的造床作用均进行无量纲化处理，即将各个流量的造床作用除以所有流量造床作用的最大值；

步骤四，绘制Q～QⁿP关系曲线，从关系曲线图中找出造床作用的极值，相应于此极值的流量即为所求的造床流量；

步骤五，分析造床流量与沿程断面洪枯季潮差变化，分析潮汐与径流动力对造床流量的影响。

2.根据权利要求1所述的一种感潮河段造床流量的计算方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：建立计算河段潮流数学模型，在一维潮流数学模型中，采用Saint-Venant方程组作为控制方程，其连续方程和运动方程表示为：

式中：x和t分别为距离和时间的坐标；A为过水断面面积；Q为流量；h为水位；q为旁侧入流的流量；C为谢才系数；R为水力半径；α为动量校正系数；g为重力加速度；

上下边界分别采用实测水文资料，其中上边界为模型运行时间内逐日流量，下边界为模型运行时间内实测逐时潮位资料；利用实测上下边界间实测站点水文资料对潮流数学模型进行验证，达到精度要求后可以计算出各断面的逐时流量、水位，由于受到潮流的上溯作用，部分断面的流量可能会出现负值，为了计算简便，在考虑往复流的造床作用中认为潮流与径流的造床作用相同，因此，实际处理中取所有流量的绝对值进行计算。

3.根据权利要求1所述的一种感潮河段造床流量的计算方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：计算时将所得流量值从大到小按一定间隔为一区间分组，分别统计各个区间流量值数量除以数据总量即可得出频率P。

4.根据权利要求1所述的一种感潮河段造床流量的计算方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：将步骤三得到的Q及P代入计算QⁿP，可以得到各断面的Q～QⁿP关系曲线，即综合造床作用曲线；从关系曲线图中找出造床作用的极值，相应于此极值的流量即为所求的造床流量；对于径流作用为主的河段断面综合造床作用曲线存在两个峰值，即有两个造床流量，分别为第一造床流量和第二造床流量；对于潮汐作用为主的河段，根据最大的造床作用对应流量的一定比例作为造床流量群的上下限，分别作为第一造床流量与第二造床流量。

5.根据权利要求4所述的一种感潮河段造床流量的计算方法，其特征在于，所述步骤五包括：将沿程各个断面第一造床流量、第二造床流量、洪季潮差、枯季潮差、洪枯季水位差的计算结果进行对比分析，其中洪季潮差和枯季潮差值代表潮汐动力强弱，洪枯季水位差则代表径流动力强弱，结合沿程径流与潮汐动力变化分析水动力塑造河床特点。