一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法技术

本发明专利技术公开一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，包括将研究区域全河段依据断面变化差异划分为n个断面，并选取典型断面作为取样断面；采用数值模拟方法对取样断面的河流进行水动模拟，获取取样断面的水文数据；根据取样断面的水文数据将取样断面划分为部分淹没水位、淹没水位；于不同时期，在取样断面的部分淹没水位的区域取不同大小和深度的土壤样品，并计算各土壤样品的土壤容重；对各土壤样品进行有机饵料提取，获得大碎屑饵料和小碎屑饵料；计算入河补给量；评估碎屑饵料对滩地不同水文时期的补给规律。本方法的提出可以探明滩地有机碎屑饵料在某一汛期的的入河补给量。为保护流域生态平衡提供重要科学依据及理论支撑。依据及理论支撑。依据及理论支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法


[0001]本专利技术涉及一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，属于水利工程和生态工程的交叉


技术介绍

[0002]滩地是指陆地上同河水发生作用的凋落物区域，是河水
–
陆地交界处的两边，直至河水影响消失为止的地带，具有明显的边缘效应。由于滩地特殊的地理位置，它们兼具水域与陆地的双重属性，使其具有多种独特的生态功能。滩地生态圈中特别是滩地的植被有着异常丰富的生态功能，河岸的植被覆盖，可以有效降低洪水的影响，为水生食物链提供大量的有机质，有利于鱼类的生存。滩地植被群落一般呈现沿湿度梯度方向的分布格局，维管束植被种类较丰富，许多珍稀濒危凋落物集中分布在这个区域。滩地植被凋落物对邻近陆地以及水生生态系统都具有重要的作用，其中包括加强区域生物多样性，生产有机物，推动物质营养循环，净化水源，同时为动物提供栖息地。
[0003]国内外有机碎屑饵料的研究主要集中在海洋及河口生态系统，对滩地的有机碎屑饵料补给量相关研究十分欠缺。所以研究滩区土壤在汛期的有机碎屑饵料补给量，可以为保护流域生态平衡提供重要科学依据及理论支撑。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的问题，本专利技术提供一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1、将研究区域全河段依据断面变化差异划分为n个断面，并选取典型断面作为取样断面；
[0007]步骤S2、建立一维水动力学模型，并采用数值模拟方法对取样断面的河流进行水动模拟，获取取样断面的水文数据；
[0008]步骤S3、根据取样断面的水文数据将取样断面划分为部分淹没水位、淹没水位；
[0009]步骤S4、于不同时期，在取样断面的部分淹没水位的区域取不同大小和深度的土壤样品，并计算各土壤样品的土壤容重；
[0010]步骤S5、对各土壤样品进行有机饵料提取，获得大碎屑饵料和小碎屑饵料；
[0011]步骤S6、对各土壤样品的有机饵料含量进行对比分析；
[0012]步骤S7、计算有机饵料总量和不同大小土壤的有机饵料在汛期的入河补给量；
[0013]步骤S8、根据有机饵料总量和入河补给量评估碎屑饵料对滩地不同水文时期的补给规律。
[0014]进一步的技术方案，所述一维水动力学模型包括：
[0015]连续性方程：
[0016][0017]式中：t为时间，s；x为纵向坐标，m；A为过水断面面积，m2；Q为流量，m3/s；q
l
为单位河长的旁侧入流，m2/s；
[0018]动量方程：
[0019][0020]式中：h为水深，m；V为断面平均速度，m/s；z为断面平均水位，m；g为重力加速度，m2/s；S
f
为阻力项，1/ms。
[0021]进一步的技术方案，所述步骤S3中将典型淹没时间占总天数的50％的水位划分为部分淹没水位；将超过部分淹没水位区域高程的水位划分为淹没水位，平均淹没水位为超过部分淹没水位区域高程水位的平均值。
[0022]进一步的技术方案，所述步骤S4中不同时期为汛前时期和汛后时期。
[0023]进一步的技术方案，所述土壤容重的计算公式为：
[0024]ρ
s
＝m
dry
/V
环刀
[0025]式中：ρ
s
为土壤容重，g/cm3；m
dry
为烘干土样质量，g；V
环刀
为环刀容积，cm3。
[0026]进一步的技术方案，所述步骤S5中通过筛网筛分出大碎屑饵料和小碎屑饵料；其中筛网为孔径250μm和150μm的筛子上下叠置，顶部筛网中大于250μm的碎屑饵料称之为大碎屑饵料，顶部筛网大于150μm且小于250μm的碎屑饵料称之为小碎屑饵料。
[0027]进一步的技术方案，所述步骤S7的具体步骤为：
[0028]步骤S71、利用折线法分别计算全河段所有断面的湿周；
[0029]步骤S72、分别计算汛期的平均淹没水位和部分淹没水位下的湿周，在计算汛期的单位河段淹没面积；
[0030]步骤S73、根据单位河段淹没面积计算汛期河段碎屑饵料的总入河量；
[0031]步骤S74、根据汛期河段碎屑饵料的总入河量计算不同颗粒大小、不同密度的饵料入河量。
[0032]进一步的技术方案，所述湿周的计算公式为：
[0033][0034]式中：P为湿周，m；x
i
、y
i
为实测点的起点距与高程，m；m为该断面的分段数。
[0035]进一步的技术方案，所述单位河段淹没面积的计算公式为：
[0036][0037]式中，A为全河段淹没面积，km2；n为全河段划分的断面数；为j断面平均淹没水位下的湿周，m；P
*
为j断面部分淹条件水位下的湿周，m；L
j
为第j个断面的长度，km。
[0038]进一步的技术方案，所述总入河量的计算公式为：
[0039]M
all
＝10αρ
s
HA[(I
10b
‑
I
10a
)+(I
20b
‑
I
20a
)][0040]式中：M
all
为饵料入河总量，t；α为饵料入河系数，取0.1；ρ
s
为土壤容重，g/cm3；H为
土壤深度，cm；I
10b
为表层10cm汛前的土壤饵料含量，g/kg；I
10a
为表层10cm汛后的土壤饵料含量，g/kg；I
20b
为底层20cm汛前的土壤饵料含量，g/kg；I
20a
为底层20cm汛后的土壤饵料含量，g/kg；
[0041]所述不同颗粒大小、不同密度的饵料入河量的计算公式为：
[0042]M
big
＝β
big
M
all
[0043]M
small
＝β
small
M
all
[0044]式中：M
big
为单位公里大饵料入河量，t/km；β
big
为大饵料所占比例，％；M
samll
为单位公里小饵料入河量，t/km；β
small
为小饵料所占比例，％。
[0045]本专利技术具有以下有益效果：本方法的提出可以探明滩地有机碎屑饵料在某一汛期的的入河补给量。为保护流域生态平衡提供重要科学依据及理论支撑。
附图说明
[0046]图1是研究区域情况图；
[0047]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将研究区域全河段依据断面变化差异划分为n个断面，并选取典型断面作为取样断面；步骤S2、建立一维水动力学模型，并采用数值模拟方法对取样断面的河流进行水动模拟，获取取样断面的水文数据；步骤S3、根据取样断面的水文数据将取样断面划分为部分淹没水位、淹没水位；步骤S4、于不同时期，在取样断面的部分淹没水位的区域取不同大小和深度的土壤样品，并计算各土壤样品的土壤容重；步骤S5、对各土壤样品进行有机饵料提取，获得大碎屑饵料和小碎屑饵料；步骤S6、对各土壤样品的有机饵料含量进行对比分析；步骤S7、计算有机饵料总量和不同大小土壤的有机饵料在汛期的入河补给量；步骤S8、根据有机饵料总量和入河补给量评估碎屑饵料对滩地不同水文时期的补给规律。2.根据权利要求1所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，所述一维水动力学模型包括：连续性方程：式中：t为时间，s；x为纵向坐标，m；A为过水断面面积，m2；Q为流量，m3/s；q
l
为单位河长的旁侧入流，m2/s；动量方程：式中：h为水深，m；V为断面平均速度，m/s；z为断面平均水位，m；g为重力加速度，m2/s；S
f
为阻力项，1/ms。3.根据权利要求1所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，所述步骤S3中将典型淹没时间占总天数的50％的水位划分为部分淹没水位；将超过部分淹没水位区域高程的水位划分为淹没水位，平均淹没水位为超过部分淹没水位区域高程水位的平均值。4.根据权利要求1所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，所述步骤S4中不同时期为汛前时期和汛后时期。5.根据权利要求4所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，所述土壤容重的计算公式为：ρ
s
＝m
dry
/V
环刀
式中：ρ
s
为土壤容重，g/cm3；m
dry
为烘干土样质量，g；V
环刀
为环刀容积，cm3。6.根据权利要求1所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在于，所述步骤S5中通过筛网筛分出大碎屑饵料和小碎屑饵料；其中筛网为孔径250μm和150μm的筛子上下叠置，顶部筛网中大于250μm的碎屑饵料称之为大碎屑饵料，顶部筛
网大于150μm且小于250μm的碎屑饵料称之为小碎屑饵料。7.根据权利要求1所述的一种研究河流汛期的滩区有机饵料入河补给量的计算方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘祥东，李然，冯镜洁，叶茂，陈卓，李克锋，梁瑞峰，蒲迅赤，王远铭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：