[发明专利]一种无资料区河床与水体热传导通量的计算方法

权利要求书

1.一种无资料区河床与水体热传导通量的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述计算方法基于的假设为：(1)河床是匀质土体，各向同性；(2)河床区域底部是恒温的；(3)气温是台阶性变化的；

步骤1，拟合年际气温变化：根据该地区多年的平均气温和气温变化幅度，采用下述方程拟合年际气温变化过程；

T＝T_m+T_asin(2πft)

式中，T为不同时间的气温；T_m为多年的平均气温；T_a为多年气温变化幅度的一半；f为气温循环频率，取为t为时间，单位为天数；

步骤2，计算无量纲的气温值：采用下述方程计算无量纲的气温值；

式中，θ_a为无量纲的气温值；

步骤3，计算无量纲的水温值：采用下述方程计算无量纲的水温值；

其中，为无量纲的水温值；T_w为水温；α为水温对气温的响应时间系数；

步骤4，计算河床热含量：采用下述方程分别计算两个不同时间步长下的河床热含量；

式中，Δt为计算的时间步长；i为计算的时间步数；i+1为下一次计算的时间步数；ρ为河床土体密度；c_p为河床土体的比热容；L为考虑的河床厚度；n为计算迭代的次数；K为热扩散系数；

步骤5，计算不同时间热含量差：根据步骤4获得的两个不同时间步长下的河床热含量，计算河床热含量差值；

ΔH(i)＝H′(iΔt)-H′[(i+1)Δt]

步骤6，计算河床热传导通量：采用下述方程计算第k时间步长时的河床热传导通量；

式中，φ(kΔt)为河床热通量；k为所需要计算时刻的步数；N河床热通量记忆的时间步数；ΔT_w为从iΔt时刻到(i+1)Δt时刻水温的变化值。

2.根据权利要求1所述的无资料区河床与水体热传导通量的计算方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

步骤7，建立气温与河床热传导通量关系曲线：通过步骤3、步骤6所述两个方程，计算不同时间的水温及河床热传导通量，建立水温随气温变化的曲线及河床热传导通量随气温变化的曲线。