河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法及系统，包括根据两次实测所得河道地形资料，确定研究河段的河床冲淤总量ΔS；确定研究河段区间支流输入泥沙量S

Analysis method and system of contribution degree of key factors in the change of river hydrology and geomorphology

【技术实现步骤摘要】
河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法及系统
本专利技术属于航道与水利工程领域，特别涉及一种河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法及系统。
技术介绍
随着梯级水库运行、水土保持工程实施及河道采砂等影响，近年来我国河流普遍出现以来沙急剧减少、河床大幅下切、枯水位明显下降等为特征的河流水文地貌新变化。河床下切及枯水位下降关系到河流水生态、航运等安全，尤以一些受河流水沙变化影响明显而调蓄能力不强的河流末级枢纽下游河段最为典型，如闽江水口枢纽、西江长洲枢纽、湘江长沙枢纽，均在建成后短短几年因下游枯水位下降而影响船闸正常通航。对于长江葛洲坝枢纽，虽然三峡蓄水后枢纽下游河段在清水冲刷作用下同流量的水位有明显下降，但得益于三峡水库较大的水量调蓄能力，近年来主要通过加大枯水期三峡水库下泄流量以维持长江葛洲坝船闸下游近坝河段枯水位不下降，从而保障船闸通航安全。对于不受水库、河流回水顶托影响的径流河段，枯水位变化主要受河道枯水来流量及水位流量关系两方面影响。在河床糙率变化不大的情况下，河床地形变化是导致水位流量关系变化的最重要因素。对于冲积河流，影响河床地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n一)根据两次实测所得河道地形资料，确定研究河段的河床冲淤总量ΔS；/n二)确定研究河段区间支流输入泥沙量S

【技术特征摘要】
1.一种河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
一)根据两次实测所得河道地形资料，确定研究河段的河床冲淤总量ΔS；
二)确定研究河段区间支流输入泥沙量Sq和干流河床自然冲淤补给泥沙量S1；
三)确定研究河段河道采砂量S2，实现方式如下，
根据步骤一)所得研究河段的河床冲淤总量ΔS，以及步骤二)所得研究河段干流河床自然冲淤补给泥沙量S1，则研究河段河道采砂量S2由下式确定：
S2＝ΔS-S1
四)确定驱动研究河段河床变形各因素的贡献度，实现方式如下，
根据步骤一)所得研究河段的河床冲淤总量ΔS和步骤二)所得研究河段干流河床自然冲淤补给泥沙量S1，以及步骤三)所得研究河段河道采砂量S2，确定干流河床自然冲淤和河道采砂因素对研究河段河床变形的贡献度，
干流河床自然冲淤贡献度G1＝S1/ΔS
河道采砂贡献度G2＝S2/ΔS
五)选定枯水水位和流量分析的保证率P，根据步骤一)两次河道地形测图时间确定与之对应的水文系列年，计算各系列年的特征水位和特征流量；设得到系列年1保证率P的特征水位Z1和特征流量为Q1，以及系列年2保证率P的特征水位Z2和特征流量Q2，其中系列年2为近期系列年；
六)确定驱动枯水位变化各因素的影响值及贡献度，实现方式如下，
根据步骤五)干流上游站系列年2的水位流量关系下包线，由步骤五)特征流量Q1确定对应的水位Z3，由步骤五)特征流量Q2确定对应的水位Z4，则实现分析如下：
流量变化因素引起的枯水位变化值ΔZ1＝Z4-Z3
河床变形引起的水位流量关系变化因素引起的枯水位变化值ΔZ2＝Z2-Z1-ΔZ1
流量变化因素对枯水位变化的贡献度C1＝ΔZ1/(Z2-Z1)
河床变形引起的水位流量关系变化因素对枯水位变化的贡献度C2＝1-C1
干流河床自然冲淤对枯水位变化的贡献度C3＝C2×G1
河道采砂对枯水位变化的贡献度C4＝C2×G2。


2.根据权利要求1所述河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于：研究河段为不受水库和河流回水顶托影响的径流河段。


3.根据权利要求1所述河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于：在所述步骤一)中，需根据泥沙容重，将通过河道地形资料计算的河床冲淤体积转换为泥沙重量。


4.根据权利要求1所述河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于：在所述步骤二)中，区间支流有可靠实测资料时，根据实测资料推求区间支流含沙量和输入泥沙量；区间支流没有可靠实测资料时，实现如下，
将研究河段的径流来源分为干流来流和区间支流来流两个部分，研究河段的沙量来源分为干流输入、区间支流输入和研究河段干流河床自然冲淤补给三个部分，设干流上游站输入径流量、输入泥沙量、平均含沙量分别为Q上、S上、T上，下游站输出径流量、输出泥沙量、平均含沙量分别为Q下、S下、T下，研究河段长度为L1，上、下游水文站距离为L2，则区间支流含沙量、区间支流输入泥沙量、研究河段干流河床自然冲淤补给泥沙量确定如下，
区间支流平均含沙量Tq＝(T上+T下)/2
区间支流输入泥沙量Sq＝(Q下-Q上)×Tq
干流河床自然冲淤补给泥沙量S1＝(S下-S上-Sq)×L1/L2。


5.根据权利要求1或2或3或4所述河流水文地貌变化关键因素贡献度分析方法，其特征在于：在所述步骤五)中，保证率P及水文系列年长度根据河段水情变化特征、研究目的及相关规范综合确定。


6.一种河流水文地...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，冯小香，普晓刚，刘哲，闫涛，章日红，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12