[发明专利]一种基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法

权利要求书

1.一种基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，从河道断面的最左侧开始向河道断面的右侧共布置N个测点，并记录各测点的起点距D_i和高程Z_i，i＝1,…,N；

步骤2，设定河道断面的最高水位和最低水位，分别记为L_max、L_min，在垂直方向上将从最低水位到最高水位之间的距离平均分为200级，每级水位记为L_j，j＝1,…,200，且L₂₀₀＝L_max；

步骤3，根据步骤1的河道断面，在每级水位L_j下，当河道断面某一测点的水深H_ji＜3m时，设定该测点处的糙率采用n_ji＝0.02+(3-H_ji)*0.005计算；当河道断面某一测点的水深H_ji≥3m时，该点的糙率恒定设为0.02；

步骤4，计算每级水位L_j下河道断面从左至右每个测点的垂线平均流速u_ji；

步骤5，在每级水位L_j下，将各测点的垂线平均流速u_ji进行横向加权平均，得到水位L_j下的河道断面平均流速U_j；

步骤6，在每级水位L_j下，采用悬移质水流挟沙力公式计算河道断面平均水流挟沙力S_j；

步骤7，以每级水位L_j为纵坐标，河道断面平均水流挟沙力S_j为横坐标，绘制河道断面平均水流挟沙力随水位变化的曲线；

步骤8，根据步骤7曲线，绘制该曲线的斜率随水位变化的斜率曲线，在斜率曲线上查找局部极值点，各极值点对应的水位即为各级河漫滩对应的高程。

2.根据权利要求1所述基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，其特征在于，步骤2所述最低水位L_min设定为河道断面的所有测点对应的高程中的最低高程以上0.1m，最高水位L_max设定为河道断面的所有测点对应的高程中的最高高程以上0.1m。

3.根据权利要求1所述基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，其特征在于，步骤4所述每个测点的垂线平均流速u_ji的计算公式为：

其中，u_ji为水位L_j下河道断面第i个测点的垂线平均流速，h_ji为水位L_j下河道断面第i个测点的水深，n_ji为水位L_j下河道断面第i个测点的糙率。

4.根据权利要求1所述基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，其特征在于，步骤5所述河道断面平均流速U_j的计算方法为：

河道横向断面上的N个测点将河道分为N-1个小断面，求每一个小断面的面积，累加得到全断面的面积A，每一小断面流速的加权系数为：

断面平均流速U_j计算公式为：

其中，u_ji、u_j(i+1)为水位L_j下河道断面第i、i+1个测点的垂线平均流速，ξ_ji为流速加权系数，h_ji、h_j(i+1)为水位L_j下河道断面第i、i+1个测点的水深，D_i+1、D_i分别为河道断面第i+1、i个测点的起点距，N为所有测点的数量。