[发明专利]支流尾闾河段造床流量的确定方法

摘要

本发明提供一种兼顾干、支流水文因素的支流尾闾河段造床流量确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.支流河道来水来沙稳定状态判别以及输沙率指数确定；步骤2.河段进口水文站流量间隔划分与出口水文站水位间隔划分；步骤3.支流尾闾河段内比降关系曲线确定；步骤4.在进口流量～出口水位坐标平面内绘制造床强度，采用图解法求解造床流量。

主权项

1.一种支流尾闾河段造床流量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.支流河道来水来沙稳定状态判别以及输沙率指数确定，包括：步骤1.1取不受干流顶托影响的尾闾河段进口水文站M年，M>10，长系列日均流量Q、输沙率QS观测资料，判定来水来沙状态是否稳定，若多年来水来沙较为稳定，说明水沙系列具有一致性，否则，本方法应用的前提不成立；步骤1.2在步骤1.1判定来水来沙状态稳定的情况下，读取QS＝aQm关系式中的输沙率指数m值；步骤2.河段进口水文站流量间隔划分与出口水文站水位间隔划分，包括：步骤2.1针对河段进口水文站，取该站M年长系列日均流量资料Q，将所有流量数据采用对数等间隔按从大到小划分为N₁个等级区间，20≤N₁≤30，每个区间内保证有流量数据，计算每个等级区间的前后两个分隔点平均值作为该等级区间内代表流量值步骤2.2针对河段出口水文站或汇合口附近干流水位站取M年长系列日均水位资料Z，将所有流量数据采用算数等间隔按从大到小划分为N₂个等级区间，10≤N₂≤25，每个等级区间内保证有水位数据，计算每个等级区间的前后两个分隔点平均值作为该等级区间内代表水位值步骤3.支流尾闾河段内比降关系曲线确定，包括：步骤3.1取M年内河段进口、出口两水文站日均水位数据，以两站每日日均水位数据计算河段内日均落差，并除以河段长度换算成河段内日均比降J；步骤3.2根据每日相应的进口日均流量Q、出口日均水位Z以及河段内日均比降J的M年长系列资料，绘制J～(Q,Z)关系曲线，得到相应于所有水位区间的N2个J～Q关系曲线；步骤4.在进口流量～出口水位坐标平面内绘制造床强度，采用图解法求解造床流量，包括：步骤4.1取M年长系列日均进口流量Q、出口水位Z实测资料，采用步骤2中划分的N1级流量间隔与N2级水位间隔，统计各级流量、水位组合情况下出现的数据个数DNi,j，并换算成频率Pi,j＝DNi,j/NM，Pi,j为进口流量Q处于i区间同时出口水位Z处于j区间的水文条件出现频率，NM为M年的总天数；步骤4.2根据各流量区间的代表流量值、各水位区间的代表水位值以及步骤3中得到的各级水位下J～Q曲线计算出相应的比降值J_i,j，进一步基于马卡维耶夫方法，计算各级水文条件的造床强度值，其中m为步骤1.2中所得指数；步骤4.3以散点值为基础绘制其等值线，根据等值线图中的汛、枯期极值点对应横纵坐标，可得到洪、枯两级造床流量及其对应出口水位，其中，在所述步骤1.1中，判定来水来沙稳定状态是否稳定的方法为：第一，取各年洪峰流量Q_fi、各年年均流量Q_Yi，分别通过式将其标准化为绘制各自随时间变化的线性趋势线，若趋势线的斜率均在‑0.1至+0.1之间，则说明流量系列较为稳定，其中，i＝1～M；第二，取全部日均流量Q及其对应日均输沙率Q_S数据，在双对数坐标系内，以函数Q_s＝aQ^m拟合两者之间趋势线关系，得到该趋势线的决定系数R²，其中Cov(Q_S,aQ^m)为实测输沙率Q_S与计算输沙率aQ^m的协方差，Var[QS]为QS的方差，Var[aQ^m]为aQ^m的方差，当拟合的决定系数R²≥0.7时，说明来沙量与来流量之间关系较为稳定；同时满足以上两个条件则说明来水来沙状态稳定。