[发明专利]下切性河段水位降幅的控制节点定位防护方法有效
申请号: | 201310610460.1 | 申请日: | 2013-11-26 |
公开(公告)号: | CN103590363A | 公开(公告)日: | 2014-02-19 |
发明(设计)人: | 孙昭华;韩剑桥;曹绮欣 | 申请(专利权)人: | 武汉大学 |
主分类号: | E02B3/02 | 分类号: | E02B3/02 |
代理公司: | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人: | 严彦 |
地址: | 430072 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 下切性 河段 水位 降幅 控制 节点 定位 防护 方法 | ||
1.一种下切性河段水位降幅的控制节点定位防护方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,侧蚀区间与深蚀区间的划分,包括将目标河段根据测点的位置划分为若干区间,依据时段始、末年份各自的水位流量关系趋势线,得出各区间上游点的时段内第二造床流量下的水位降幅DZ1和最枯流量下的水位降幅DZ2,求取各区间上游点的比值DT=DZ1/DZ2,在目标河段内对DT取平均值DTA,各区间上游点的DT值分别与DTA值相比较,
若DT>DTA,则该区间为侧蚀区间,侧蚀区间内节点为侧蚀节点;
若DT≤DTA,则该区间为深蚀区间,深蚀区间内节点为深蚀节点;
步骤2,将目标河段网格化,建立平面二维水流数学模型并进行参数率定及验证;所述将目标河段网格化,包括首先在垂直水流方向的断面划线构成网格横断面,设有m个网格横断面,然后在每个网格横断面上分n节,得到m×n个网格,构成n个网格序列,每个网格序列包括沿河岸方向的m个网格;
步骤3,将防护工程概化到平面二维水流数学模型,确定防护工程的布置区域及宽度,
所述将防护工程概化到平面二维水流数学模型,包括将地形高程按工程高度增加和将工程局部糙率按糙率系数C增大;
所述确定防护工程的布置区域及宽度,包括侧蚀节点防护工程布置于洲滩与支汊,宽度为布置区域湿周宽度;深蚀节点防护工程布置于主槽内,宽度为主槽内湿周宽度。
步骤4,设一个节点的长度包括N个网格横断面,对每个网格序列分别得出所有节点的相应工况如下,
第1种工况取网格序列中第1~N个网格,第1~N个网格构成的节点处于位置1,第2种工况取网格序列中第2~N+2个网格,第2~N+2个网格构成的节点处于位置2,…,第m-N+1种工况取网格序列中第m-N+1~m个网格,第m-N+1~m个网格构成的节点处于位置m-N+1;
按每个节点的类型为侧蚀节点或深蚀节点,对节点中的N个网格采用步骤3中相应的概化结果,得到每种工况相应的局部比降增幅和上游水位增幅;
步骤5,对每个网格序列分别分析如下,
根据步骤4所得每种工况的局部比降增幅和上游水位增幅,求得相应局部比降增幅平均值JA和上游水位增幅△ZA,得到局部比降增幅大于JA的位置集合S1和上游水位增幅大于△ZA的位置集合S2,取S1与S2的并集S1∪S2中的位置均为影响显著的节点,取S1与S2的交集S1∩S2中的位置为最关键的节点;
步骤6,选取最关键的节点或其他影响显著的节点,对于侧蚀节点,布置潜锁坝、护滩带于支汊或洲滩上,对于深蚀节点,布置护底带或潜锁坝于主槽内。
2.根据权利要求1所述下切性河段水位降幅的控制节点定位防护方法,其特征在于:糙率系数C根据下式确定,
其中,C为河床粗化后的糙率系数,C0为河床粗化前的糙率系数,D0为粗化后的床沙中值粒径,D为粗化前的床沙中值粒径,k0、k为河床粗化前后的有关系数。
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