一种感潮河段造床流量的计算方法与流程

技术特征：

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；

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可以表示为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂A}{\∂t}+\frac{\∂Q}{\∂x}=q\\ \frac{\∂Q}{\∂t}+\frac{\∂\left(\mathrm{\α}\frac{Q^2}{A}\right)}{\∂x}+gA\frac{\∂h}{\∂x}+\frac{gQ\left|Q\right|}{C^{2}AR}=0\end{array}\right.---\left(1\right)$

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。

5.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，可以得到各断面的绘制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。

6.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。