[发明专利]一种桥位河段纵断面最大冲刷深度及冲刷范围的测控方法

权利要求书

1.一种桥位河段纵断面最大冲刷深度及冲刷范围的测控方法，其特征在于，所述测控方法包括以下步骤：

第一步：收集桥位河段流量资料，绘制流量过程曲线，选择典型洪水流量过程，并根据桥长计算桥位压缩断面的单宽流量q；

第二步：通过钻机在桥位河段的河底钻孔取沙，用不同筛径的筛子分选各级床沙，用电子天平称重，计算小于某一粒径的质量，粒径小于1mm的床沙用粒度分析仪测量确定，绘制级配曲线并确定床沙中值粒径d₅₀；

第三步：收集建桥前的桥位河段地形图，在桥位上下游1～2km河道顺直段各选择一个断面作为计算起始点，选取主流河槽附近河底地形高程最低点，沿主流河槽在两断面之间绘制深泓线，测量出两断面间距离，根据绘图比尺得到天然河段两断面间间距，计算床面比降J；

第四步：水位采用精度为0.1mm的测针读取，流量采用自控系统控制，地形采用二维地形测量仪测量，局部流速用旋桨流速器测量，区域流场用流场实时测量系统测量；

第五步：对单宽流量q、床面比降J、床沙中值粒径d₅₀进行统计分析，采用最小二乘法多参数拟合得出典型洪水过程河床纵断面最大冲刷深度h_b计算公式、纵向冲刷向上游影响范围L_S、纵向冲刷向下游影响范围L_X、纵向冲刷坑总的影响范围L_Z计算公式。

2.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于，所述计算桥位河段纵向冲刷坑最大深度的实现方法为：

桥位压缩引起河道的纵向冲刷与河床组成、比降、流量过程及压缩程度有关，采用最小二乘法多参数拟合试验数据，拟合出典型洪水过程河床纵断面最大冲刷深度公式：

hb=0.92q0.8d50-0.2J0.2]]>

式中：h_b-河床纵断面上最大冲刷深度，单位为m；

q-桥位压缩断面的单宽流量，m³/s.m；

d₅₀-河床质粒径，以中值粒径d₅₀表示，单位为m；

J-河床比降；

上式相关系数为r²＝84.1％。

3.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于，所述测控方法中根据试验现象以及泥沙运动机理分析，桥位河段纵向冲刷坑的范围与以下一些因素有关：

①流量Q：通过河床断面的流量越大，则冲刷越剧烈，冲刷坑的范围越大；

②压缩比δ：桥位压缩越大，则冲刷越大，冲刷坑也越大；

③冲刷坑的深度h_b：冲刷变形大，冲刷坑越深，则冲刷坑范围越大；

④比降J：河床比降越大，水流通常水流强度越大，挟砂冲刷能力越强；

⑤河床粒径d₅₀：河床床砂组成越细，则越易被冲刷，冲刷的深度范围越大。