[发明专利]一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法

权利要求书

1.一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法，其特征在于：包括以下具体步骤，

1)采集目标水库实测水文、泥沙数据，具体包括：水库进、出库及库区沿程主要水文站水位H_i、流量Q_i、含沙量S_i、悬移质泥沙颗粒级配P_i,j，i＝1～I，I为水文站数，j＝1～NJ，NJ为粒径分组数；k表征第k个流量级，k＝1～NK，NK为流量分级数；以及水文站所在断面地形资料和水文站间河段长度L_i，i＝1～I-1；

2)推求超饱和输沙状态下近似分组挟沙力S_*；

3)分河段、分流量级、分粒径组求解恒定均匀流条件下悬移质泥沙连续方程(1)，计算水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数：

其中，

式中，S为含沙量，S_*为挟沙力，α为恢复饱和系数，ω为泥沙沉速，q为流量，L为两水文站间间距；

4)建立水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算公式。

2.根据权利要求1所述的一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法，其特征在于：所述步骤2)推求超饱和输沙状态下近似分组挟沙力S_*具体步骤如下：

基于水库运行后实测水文、泥沙资料，采用输沙率分析法，筛选出处于超饱和输沙状态下的水沙数据；所述输沙率分析法实现方式为，依据式Q_i+1S_i+1P_i,j+1/Q_iS_iP_i,j，分析同一时刻相邻两站下游站非均匀沙输沙量是否小于上游站，若比值小于1则该组水沙资料处于超饱和输沙状态；

基于超饱和输沙状态下各站流量、含沙量、级配资料，采用下包线分析法，推求某一流量级下近似分组挟沙力，所述下包线分析法实现方式为，绘制某一站点某粒径组泥沙含沙量与流量关系的下包线，通过分析某一流量对应该粒径组泥沙含沙量的最小值，近似得到该水文站各流量级下该粒径组泥沙的挟沙力S_*i，j，k，k＝1～NK，NK为流量分级数。

3.根据权利要求1所述的一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法，其特征在于：所述步骤4)中建立水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算公式具体步骤如下：

依据下式计算悬浮指标：

z_i,j,k＝ω_k/ku_*i,j (3)

式中

其中z为悬浮指标，ω为泥沙沉速，g为重力加速度，h水深，J水力坡降；

点汇恢复饱和系数α和悬浮指标z的相关关系图，采用回归方法拟合如下幂函数形式的水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算公式：

α＝mzⁿ (5)

其中m为系数，n为指数。