[发明专利]一种冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法

说明书

本发明公开了一种冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法，包括：收集地形资料以及河段水文资料；利用河段平均策略，计算整个河段的深泓横向迁移距离和平滩河宽的平均值；利用平均值构建无量纲化参数，并将无量纲化参数作为冲积河流深泓横向迁移率；分析深泓横向迁移率、上游来水来沙条件以及下游侵蚀基准面变化值的相关关系，构建冲积河流深泓横向迁移的预测模型。本发明构建了河段深泓横向迁移率来表征冲积河流深泓横向迁移的幅度，可更好地反映整个河段的深泓横向迁移特点，弥补采用河势图粗略确定深泓横向迁移幅度的缺陷；预测模型可较好地预测冲积河流深泓横向迁移的调整趋势，对认识冲积河流河床演变规律和河道整治规划具有指导意义。

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法。

背景技术

深泓是指冲积河流主槽区域内河床最低点的连线，其在河床上的横向摆动称为深泓横向迁移。深泓横向迁移是冲积河流横向变形的重要组成部分，其影响因素众多，因而冲积河流深泓横向迁移的预测十分困难。因此研究冲积河流深泓横向迁移预测模型对认识冲积河流河床演变规律和河道整治规划具有重要意义。

国内外关于冲积河流深泓横向迁移预测模型的研究，其研究方法主要可以分为两大类：第一类是以水沙动力学为基础的数值模拟，第二类以实测资料为基础的统计模型；以水沙动力学为基础的数值模拟主要通过将水-沙-河床运动的物理过程进行简化，通过二维水沙数学模型来模拟深泓的横向迁移过程。这种方法通常需要详细的河段河岸和河床土体特性资料，模型中参数取值尚未有统一的标准，且不适用于长时间段长河段的深泓横向迁移预测；以实测资料为基础的统计模型是河床演变分析中常用的方法，采用该方法来预测冲积河流深泓横向迁移相对较少，已有研究主要通过对比不同时间河段河势图来大致确定深泓横向迁移的幅度，且深泓横向迁移的预测方法未能充分考虑上游水沙及下游侵蚀基准面的协同影响。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：以实测资料为基础的统计模型主要通过对比不同时间河段河势图无法确定冲积河流深泓横向迁移的距离，且其预测方法未能充分考虑上游水沙及下游侵蚀基准面的协同影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：收集地形资料以及河段水文资料；根据所述地形资料提取各淤积断面深泓横向迁移距离及平滩河宽，并利用河段平均策略，计算整个河段的深泓横向迁移距离和平滩河宽的平均值；利用所述平均值构建无量纲化参数，并将所述无量纲化参数作为冲积河流深泓横向迁移率；分析所述深泓横向迁移率、上游来水来沙条件以及下游侵蚀基准面变化值的相关关系，构建冲积河流深泓横向迁移的预测模型。

作为本发明所述的冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法的一种优选方案，其中：所述地形资料包括河段各淤积断面的汛后实测地形资料，所述水位资料包括上游水文站日均含沙量和下游水文站水位。

作为本发明所述的冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法的一种优选方案，其中：所述河段平均平滩河宽包括，

其中，L表示河段的总长度，K表示河段内实测断面数目，Δx_j表示相邻两断面(j，j+1)的间距，表示河段平均平滩河宽，B_j、B_j+1分别表示第j、j+1断面的平滩河宽。

作为本发明所述的冲积河流深泓横向迁移预测模型的构建方法的一种优选方案，其中：所述河段平均深泓横向迁移距离包括，