[发明专利]一种水库常年回水区淤积泥沙粒径的计算方法

说明书

本发明公开了一种水库常年回水区淤积泥沙粒径的计算方法，通过水库河道形态确定水库常年回水区；利用水库床沙斜率为负排除水库床沙干扰区；利用床沙斜率区分泥沙细化急剧区与平缓区；利用床沙数据集分别确定泥沙细化急剧区与平缓区；进而确定水库常年回水区泥沙模型。

技术领域

本发明涉及河流泥沙技术领域，尤其涉及一种水库常年回水区淤积泥沙粒径的计算方法。

背景技术

水库蓄水后，造成库区泥沙淤积，泥沙淤积关乎水库使用寿命，影响水库综合效益的发挥。水库泥沙粒径模型对理清水库泥沙沉降规律，确定水库淤积形态，研究泥沙微量元素等具有重要作用。泥沙粒径主要通过器测法取样水库淤积泥沙物，并室内分析其粒径来确定。水库蓄水后，水深大幅增加，为保证泥沙取样的可靠性，采样器具应具有如下特征：尽量避免对水体扰动；应具备抵抗水体浮力的重量；器具在上提过程中不受水体影响损失原样状态等。因此，水库底质泥沙取样难度极大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种水库常年回水区淤积泥沙粒径的计算方法，进而推求水库沿程泥沙粒径，大大减轻了床沙测验的工作量。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种水库常年回水区淤积泥沙粒径的计算方法，包括以下步骤：

S1、利用水库库区内布设的横断面来表征水库的三维形态，所述横断面形态通过桩点距和河底高程来表征；

S2、确定水库常年回水区；所述水库常年回水区是从水库坝址向上游延伸，一直到所述横断面的深泓点高程与水库死水位相等的位置，所述深泓点为横断面线上河底高程的最低点；

S3、排除床沙数据中非河道因素的影响；

S4、河道里程的确定；所述河道里程是以水库坝址为零点，沿着水库河道中心线，向上延伸的公里数；所述河道中心线通过各横断面线的中点连线来确定；

S5、划定泥沙细化急剧区与泥沙细化平缓区；在所述水库常年回水区的上段，为泥沙细化急剧区；在所述水库常年回水区的下段，为泥沙细化平缓区；

S6、建立所述泥沙细化急剧区和泥沙细化平缓区的数学模型，并利用最小二乘法确定模型的各个系数。

进一步，所述S1中，设所述横断面的数据集为：

其中，分别为第河道断面的起始点、终止点的地理坐标；

为第个河道断面第点桩点距、河底高程。

进一步，所述S2中，

第个横断面的深泓点的表达式为：

其中，为第个河道断面深泓点；为深泓点桩点距、河底高程，深泓点对应的点号；

将水库沿程布设的各断面河道深泓点组成河道断面深泓点的数据集为：

其中，为水库沿程布设的各河道横断面深泓点数据集；为第个断面深泓点；将水库沿程布设的各河道断面深泓点与水库死水位比较；

当时，则第个断面所在位置即为常年回水区末端；式中，为水库死水位。

进一步，所述S3中：

设各所述床沙粒径数据集为：

其中，为第个床沙所在位置横、纵坐标；

、分别床沙粒径、河道里程，为床沙个数；