[发明专利]一种游荡分汊河道洪峰流量分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种游荡分汊河道洪峰流量分配方法及系统，洪峰流量分配方法包括以下步骤：S1、总洪峰流量的计算；S2、河道断面数据整理及相关计算参数的确定；S3、流量假定分配方案及河道水位的计算；S4、流量分配方案的确定；S5、洪峰流量的加强确定；S6、重复步骤S3、S4，输出各子河道的洪峰流量加强结果值，完成流量分配计算。本发明所提供的洪峰流量分配方法能够同时兼顾河道分汊和游荡特性，在保证安全的前提下，最大程度上对洪峰流量进行合理分配，减少防洪工程量，满足设计需要，节约工程投资。

技术领域

本发明属于水文计算领域，具体涉及一种游荡分汊河道洪峰流量分配方法及系统。

背景技术

防洪工程设计在工程安全防护中占据重要地位，防洪工程设计中，洪峰流量大小直接影响工程规模，如洪峰流量确定过大，则工程规模偏大，相应工程造价偏高不经济；反之，如洪峰流量确定过小，则工程规模偏小，则存在不安全因素甚至影响工程安全。因此，合理的洪峰流量确定是防洪工程设计的前提。

分汊河道由干流和支流共同构成，干流洪峰流量的确定可采用多种方法，如瞬时单位线法、水文比拟法、水科院推理公式法、经验参数法等，确定干流洪峰流量后，如果将干流洪峰流量合理分配到各支流则成为难题；游荡型河道由于各支流之间存在着相互演绎变化，河道横断面变化不定，则加大了干流流量合理分配到各支流这一问题的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述游荡分汊河道洪峰流量在各支流之间分配的复杂问题，提供一种游荡分汊河道流量分析方法及系统，在保证安全的前提下，对干流洪峰流量在各支流之间进行合理分配。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种游荡分汊河道洪峰流量分配方法，包括以下步骤：

S1、获取流域几何特征参数、降雨参数、下渗参数，计算总洪峰流量；

S2、获取河道断面数据及主河道及各子河道横断面的糙率系数；

S3、构建流量假定分配方案并计算河道水位；流量假定分配方案符合各支流流量之和为干流洪峰流量，河道水位计算采用能量方法进行计算；

S4、基于建流量假定分配方和河道断面数据及主河道及各子河道横断面的糙率系数，以主河道与子河道的水位比降差异最小确定各子河道的流量得到流量分配方案；

S5、根据子河道的天然断面形态与特征水位下断面形态的比值，考虑河道游荡特性，根据历史洪水痕迹，基于所述流量分配方案最终确定子河道的洪峰流量；

S6、重复计算输出各子河道的洪峰流量加强结果值。

作为本发明的进一步改进，所述流域几何特征参数包括流域面积、比降、河流长度，计算总洪峰流量的计算方法包括瞬时单位线法、推理公式法、水文比拟法、经验参数法；计算总洪峰流量后对结果合理性进行分析。

作为本发明的进一步改进，所述的河道断面数据包括：主河道的河道横断面数据和各子河道的河道横断面数据；河道断面数据为河断横断面数据和河道比降数据，通过现场实地测量得到；计算参数为河道糙率参数，结合现场植被情况确定，或者采用有水文站经实际洪水验证的糙率参数。

作为本发明的进一步改进，所述构建流量假定分配方案并计算河道水位中，流量假定分配方案符合各支流流量之和为干流洪峰流量，即：

Q_干＝Q_支1+Q_支2

其中，Q_干为干流洪峰流量，Q_支1为支流1洪峰流量；Q_支2为支流2洪峰流量。

作为本发明的进一步改进，河道水位的计算采用能量方程推求水面线，采用由支流向干流进行推求，即由下游断面起算：