[发明专利]一种感潮河段造床流量的计算方法

说明书

本发明公开了一种感潮河段造床流量的计算方法，属于治河工程和航道整治工程领域，包括如下步骤：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；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；三，计算出相应于每一级流量的QⁿP乘积值；四，绘制Q～QⁿP关系曲线，从图中找出造床作用曲线的极值，与此极值对应的流量即为所求的造床流量；步骤五，分析沿程造床流量与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及河段水动力塑造河床形态的特点。本发明可用于计算感潮河段造床流量，为感潮河段河道和航道整治工程规划设计提供重要参考指标。

技术领域

本发明涉及一种感潮河段造床流量的计算方法，属于治河与航道工程领域。

背景技术

目前，有关感潮河段造床流量的相关研究成果相对较少。对于造床流量的计算一般有平滩水位法、输沙率法、水沙综合频率法等，其中输沙率法又分为马卡维耶夫法、地貌功法与有效流量法^[1]。对于单一径流河段，董冠营和赵文宾^[2]、虞邦义等^[3]分别利用马卡维耶夫法对淮河盱眙河段及中游造床流量进行了计算，认为计算结果能反应研究河段较为平均的水流与河床特征。楚万强等^[4]对长江重庆河段分别利用马卡维耶夫法与频率分析法计算得出了较为接近的结果。闫金波等^[5]对三峡坝下沿程造床流量与水流挟沙力的变化规律进行分析，研究了河床的演变趋势。冯红武^[6]通过对丹江口近坝径流调节段造床流量计算进行分析，认为马卡维耶夫法与有效径流法均为可取方法。伍悦滨等^[1]对马卡维耶夫法在松花江中下游造床流量分析的应用做了可行性分析，认为马卡维耶夫法不适用于松花江下游。对于感潮河段，吴道文等^[7]通过长江澄通河段实测资料，计算了造床流量，得出长江下游造床流量沿程增加的结论。韩曾萃等^[8]通过对钱塘江等潮汐河口各种频率的涨、落潮输沙大小进行了对比计算，得出包括年平均径流的年平均落潮流量的造床作用最大的结论。上述研究中，大多采用比降作为参数，对于单一径流河流比降确定较为容易，但在感潮河段，受潮汐作用，水流为非恒定流，比降的变化十分大，正负比降都会出现，因此比降的确定十分困难，使得现有计算造床流量的方法不适用于感潮河段。同时由于感潮河段受到径流潮流的双重作用，如何考虑径流与潮流的随时间空间变化是确定感潮河段造床流量的关键，目前计算造床流量的方法很少有考虑这些问题，也使得对于感潮河段的造床流量计算缺乏内在理论依据支持。

造床流量是河道治理和航道整治工程规划和设计的重要参考指标之一，历来为人们所关注。感潮河段是海运与内河航运的过渡段，沿程各港口承担着河流中上游货物与海运货中转站的重任，特别是在船舶的大型化发展以及向远洋大型集装箱船舶的发展趋势下，对于感潮河段航道的要求越来越高，对感潮河段进行航道整治成为推进国民经济和社会发展的重要战略。作为航道整治的重要参数，采用合理方法确定感潮河段造床流量是非常必要的。

以下给出检索的相关文献：

[1]冯红武.近坝径流调节河段造床流量确定方法研究[J].中国水运(下半月),2011,第11卷(第1期)

[2]董冠营,赵文宾.淮河盱眙段河道造床流量的计算[J].中国水运(下半月),2014,(第8期):164-165

[3]虞邦义,郁玉锁,赵凯.淮河中游造床流量计算[J].河海大学学报(自然科学版),2010,第38卷(第2期):210-214

[4]楚万强,李永丽,谢龙.长江干流重庆主城河段造床流量计算[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2015,第34卷(第2期):69-71,117