[发明专利]利用畅流期水位流量关系估算寒区河流冰封期流量的方法

摘要

本发明提出一种利用畅流期水位流量关系估算寒区河流冰封期流量的方法，包括以下步骤：在河流畅流期，选取目标断面，建立目标断面畅流期的水位～流量关系；在河流冰封期，在目标断面上布置测点，测量确定该断面冰盖下水流的平均有效水深；测量冰盖下水流流速最大点距离床面的平均相对水深λ，由λ计算得到r_m；计算冰盖层和床面层的水深比通过利用畅流期水位流量关系计算冰封期流量的折算系数，K＝(1+α^3/2/r_m)/(1+α)^5/3，得到目标断面河流冰封期的流量。本发明充分利用畅流期便于水文测验的优势，通过相对简单的测量，确定折算系数K值，将畅流期拟合好的水位流量关系用于估算寒区河流冰封期流量；与传统方法相比，大幅减少野外观测的工作量，可节约大量的人力和物力。

主权项

1.一种利用畅流期水位流量关系估算寒区河流冰封期流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在河流畅流期，选取目标断面，建立河流畅流期目标断面畅流期的水位～流量关系Q0＝f(z)；步骤2，在河流冰封期，在目标断面上布置测点，测量目标断面的断面尺寸，包括估算断面的平均冰盖上表面高程Z1和平均冰盖厚度T，以及计算冰盖下水流的平均有效水深H；步骤3，确定河流冰封期各测点冰盖下水流流速最大点，并测量各测点冰盖下水流流速最大点距离床面的相对水深，此相对水深是指冰盖下水流流速最大点到床面的距离与该测点处的有效水深之比；对各测点冰盖下水流流速最大点距离床面的相对水深取平均值，得到冰盖下水流流速最大点距离床面的平均相对水深λ；步骤4，计算rm：式中：rm＝mb/mi；mb是用于表征河床阻力的指数；mi是用于表征冰盖阻力的指数；λ为冰盖下水流流速最大点距离床面的平均相对水深；步骤5，划分冰盖层和床面层，计算冰盖层和床面层的水深比：式中：α为冰盖层和床面层的水深比；hi为冰盖层水深；hb为床面层水深；c1和c2为常数，c1＝1.72，c2＝‑0.55；步骤6，通过目标断面河流冰封期的水位流量关系折算系数，建立目标断面畅流期和冰封期水位流量关系，进而得到目标断面河流冰封期的实时流量；折算系数计算如下：式中：K为利用畅流期水位流量关系计算冰封期流量的折算系数；α为冰盖层和床面层的水深比；目标断面冰封期的实时流量计算如下：式中：为步骤1建立的畅流期水位流量关系，z为水位，Z₀为零流量对应的水位，H为冰盖下水流的平均有效水深。