[发明专利]一种内河航道整治建筑物主尺寸确定方法

说明书

本发明公开了一种内河航道整治建筑物主尺寸确定方法，选取河道横断面并沿河道宽度方向划分成流量相等的n条流带；确定流带的流速和水深之间的关系式；得到对应流带在整治实施前的流速、流量及水深；假定整治实施后各个建筑物的主尺寸参数，并由假定参数，模拟计算得到对应流带在整治工程实施后由所有建筑物产生的总的流速变化值以及流速值；计算整治工程实施后各对应流带的水深；从而得到模拟整治工程实施后航槽水深的最小值；若航槽水深的最小值与设计航深之差的绝对值小于等于设定阈值，则假定的建筑物主尺寸参数成立；否则重复假定建筑物的主尺寸参数，直至小于等于设定阈值时为止。本发明普遍适用于正常浅滩、交错浅滩和分汊河段等河道治理。

技术领域

本发明涉及一种河航道整治方法，特别涉及一种内河航道整治建筑物主尺寸确定方法。

背景技术

目前，内河航道整治建筑物的主尺寸主要通过整治参数进行确定，整治参数包括整治水位与整治线宽度，两者是相对应的，其综合作用的结果是航道满足通航条件要求。其中建筑物的高程取与整治水位齐平的高度，长度和高度等平面尺寸则通过整治线宽度确定。这种做法主要源于中小河流的理论体系。

具体来说，首先采用造床流量法、平滩水位法、临界水位法和经验取值法等计算整治水位，以确定整治建筑物的高程，然后采用经验分析法或优良河段模拟法、水力学公式法、河流动力学公式法三种方法确定整治线宽度。以往的确定整治参数的计算公式很多，其结构形式基本可归结为：式中：B₁为整治前的河宽；B₂为整治后的河宽，即整治线宽度；H₁、H₂分别为整治前后的横断面平均水深；A为系数，x，y为指数。

从式中可以看出，右边的H₁/H₂要求H₂H₁时，才能缩窄河宽，加大水流的流速冲深浅区，一般来说，这种表达式仅适用于正常过渡段浅滩，对于交错浅滩、弯道浅滩和分汊河段的分、汇流一侧有深潭的浅滩，因有倒套，深潭水域所取横断面平均水深H₁往往还要大于H₂，根据式(1)，不但不需缩窄河宽，反而还需加大河宽，这一结论显然不合理。对于交错浅滩、弯道浅滩和分汊河段的分、汇流一侧有深潭的浅滩，其内河航道整治建筑物的主尺寸无法通过上述方法确定。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种内河航道整治建筑物主尺寸确定方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种内河航道整治建筑物主尺寸确定方法，包括如下步骤：

步骤一，选取待治理的河道浅区处的横断面，将选取的横断面沿河道宽度方向划分成流量相等的n条流带；确定各流带截面的平均流速、流量、宽度以及平均水深之间的函数关系表达式；取得各对应流带截面在整治工程实施前的平均流速、流量、宽度以及平均水深；

步骤二，假定整治工程实施后各个建筑物的主尺寸参数，并根据假定参数，模拟计算各对应流带截面在整治工程实施后由每个建筑物所产生的平均流速变化值并进行迭加，得到对应流带截面在整治工程实施后由所有建筑物产生的总的平均流速变化值以及平均流速值；

步骤三，根据已确定的各流带截面的平均流速、流量、宽度以及平均水深之间的函数关系表达式，计算整治工程实施后各对应流带的平均水深；从而得到模拟整治工程实施后航槽水深的最小值；

步骤四，将航槽水深的最小值与设计航深比较，若航槽水深的最小值与设计航深之差的绝对值小于等于设定阈值，则假定的建筑物主尺寸参数成立；若航槽水深的最小值与设计航深之差的绝对值大于设定阈值，则重复步骤二至步骤三，直至航槽水深的最小值与设计航深之差的绝对值小于等于设定阈值时为止。

进一步地，所述步骤一中，各流带截面的平均流速、流量、宽度以及平均水深之间的函数关系式采用如下表达式：