[发明专利]一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法

说明书

本发明提供一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法，包括采集目标河段水文、泥沙数据；采用流量‑含沙量年关系曲线法计算资料优良年份泥沙数据；采用水质泥沙数据与水文站泥沙数据相关关系法计算仅水质泥沙测验年份泥沙数据；采用临近站点同年流量‑含沙量关系曲线法计算资料缺乏年份泥沙数据；采用多年平均流量‑含沙量关系曲线法计算其余年份泥沙数据。本方法根据资料贫乏地区泥沙观测实际与特点，综合采用四种技术重构长系列泥沙数据，不仅可弥补各技术间的局限和不足，而且所需资料较之已有方法更易收集，从而简便快捷的重构资料贫乏地区长系列泥沙数据，可直接应用于资料贫乏地区河流保护、治理和开发中的泥沙研究、设计等工作。

技术领域

本发明涉及水文泥沙领域，特别是涉及一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法。

背景技术

泥沙不仅是改变河床形态的物质基础,也是水流中有机质与污染物的重要载体，沙量的多少、颗粒的粗细影响着河床变形的方向,不同的水沙组合特征决定了河床的平面形态和断面特征，也对水环境和水生态具有直接和间接的影响。泥沙数据是河流治理、开发和保护活动中各项科研、设计、管理工作所需的基础资料。但受自然条件、历史变迁和经济社会发展水平等因素的制约，相当一部分河流泥沙观测资料较为贫乏，难以满足人类认识河流、保护河流的需要，需要采取相应的重构技术获取足够的数据资料。

目前常用的资料贫乏地区泥沙数据重构方法有以下几种：①流量资料系列较长时，可采用该站流量与输沙率或流量与含沙量的相关关系插补延长；②上下游或邻近流域参证水文站有较长悬移质泥沙资料时，可建立设计依据水文站与参证水文站悬移质输沙量或含沙量的相关关系插补延长；③采取根据所在地区输沙模数图估算输沙量或根据邻近相似流域的测验资料采用类比法推算输沙量。

但上述方法均各自有其局限，有的对已有资料数量要求较高，有的只能推求输沙量特征值无法得到逐日含沙量过程等，无法完全满足资料贫乏地区长系列泥沙资料重构的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法，可直接应用于资料贫乏地区河流保护、治理和开发中的泥沙研究、设计等工作。

本发明一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法，包括以下具体步骤，

1)采集目标河段水文、泥沙数据，具体包括：水文站长系列逐日流量Q_i,j,k，泥沙测验含沙量TS_i,n,k与测时流量q_i,n,k，水质测验中表层泥沙测验含沙量C_i,m,k和测时流量cq_i,m,k，i＝1～Nyear，Nyear为长系列年数；j＝1～Nday(i)，Nday(i)为i年总天数；k＝1～Nsta，Nsta为水文站数；n＝1～Nsam(i,k)，Nsam(i,k)为第i年k号水文站泥沙测验样本数；m＝1～NCsam(i,k)，NCsam(i,k)为第i年k号水文站水质测验表层泥沙测验样本数；

2)采用流量-含沙量年关系曲线法计算资料优良年份泥沙数据；

3)采用水质泥沙数据与水文站泥沙数据相关关系法计算仅水质泥沙测验年份泥沙数据；

4)采用临近站点同年流量-含沙量关系曲线法计算资料缺乏年份泥沙数据；

5)采用多年平均流量-含沙量关系曲线法计算其余年份泥沙数据。

所述步骤2)采用流量-含沙量年关系曲线法计算资料优良年份泥沙数据的具体步骤如下：

依据以下原则识别泥沙数据资料优良年份：①汛期各个月均有泥沙测验样本；②年内样本数量不少于某一特定数量Nsmin；

采用泥沙数据资料优良年份泥沙测验资料TS_i,n,k与q_i,n,k，建立年内流量-含沙量关系曲线：