一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法技术

本发明专利技术公开一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，涉及水深预测技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法


[0001]本专利技术涉及水深预测
，特别是涉及一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法
。

技术介绍

[0002]山洪灾害是全球防洪减灾工作的重点和难点，对于山洪灾害防治，过去人们多从暴雨出发，考虑暴雨造成的洪水水位激增问题，重点关注洪水带来的影响，而忽略了泥沙在山洪灾害中的作用
。
大量山洪灾害案例表明，洪水与泥沙的耦合作用往往是重大山洪灾害发生的关键，洪水与泥沙耦合极易导致“小水大灾”问题
。
值得一提的是，传统方法仅能提供暴雨产生洪水与水位的预测方法，但缺乏洪水携带泥沙造成河道泥沙淤积的预测方法，因此，无法准确给出洪水与泥沙耦合作用下的山区河道洪水真实水深
。
在山区河道，基于洪水计算获得的河道水深常常大幅小于洪水与泥沙耦合作用下的真实水深，水沙灾害发生时传统预测方法认为当前洪水流量不足以淹没河道沿岸滩地导致灾害，这种预测偏差常造成山洪灾害预报预警和人员疏散不及时，造成洪水区域人员伤亡与财产损失
。
为了有效提升山洪灾害的预警准确度，需要深入研究洪水与泥沙耦合作用下的山洪灾害预警临界条件
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，可提高山区河道真实洪水水深预测结果的准确度，进而提升山洪灾害的预警准确度
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，包括：
[0006]获取待预测山区河道的河床平均坡度
、
所述待预测山区河道的长度
、
所述待预测山区河道的平均宽度以及在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量；
[0007]根据在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的河床平均坡度和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深；
[0008]基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深
、
在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度；
[0009]根据在待预测时刻所述待预测山区河道内的洪水水深以及在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内的真实洪水水深
。
[0010]可选的，所述基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深
、
在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度，具体包括：
[0011]基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深以及在待预测时刻所述待预
测山区河道的洪水水量计算在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率；
[0012]基于在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量；
[0013]根据待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的内淤积泥沙的平均高度
。
[0014]可选的，所述根据在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的河床平均坡度和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深，具体包括：
[0015]根据公式计算在待预测时刻待预测山区河道的洪水水深，其中，
H(t)
洪水
表示在待预测时刻
t
待预测山区河道的洪水水深，
Q(t)
表示在待预测时刻
t
所述待预测山区河道的洪水水量，
n
表示曼宁系数，
B
表示待预测山区河道的平均宽度，
S
表示待预测山区河道的河床平均坡度
。
[0016]可选的，所述基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深以及在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量计算在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率，具体包括：
[0017]根据公式
[0018]计算在待预测时刻待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率，其中，
G
b
(t)
表示在待预测时刻
t
待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率，
C
表示谢才系数，
ρ
w
表示待预测山区河道内水流的密度，
ρ
s
表示待预测山区河道内淤积泥沙的密度，
S
表示待预测山区河道的河床平均坡度，
Q(t)
表示在待预测时刻
t
所述待预测山区河道的洪水水量，
H(t)
洪水
表示在待预测时刻
t
待预测山区河道的洪水水深，
n
表示曼宁系数，
g
表示重力加速度
。
[0019]可选的，所述基于在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量，具体包括：
[0020]根据公式
V(t)
泥沙
＝
G
b
(t)
×
t
×
B
计算在待预测时刻待预测山区河道内淤积泥沙的总量，其中，
V(t)
泥沙表示在待预测时刻
t
待预测山区河道内淤积泥沙的总量，
B
表示待预测山区河道的平均宽度，
t
表示待预测时刻
。
[0021]可选的，所述根据待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的内淤积泥沙的平均高度，具体包括：
[0022]根据公式计算在待预测时刻待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度，其中，
H(t)
泥沙
表示在待预测时刻
t
待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度，
L
表示待预测山区河道的长度
。
[0023]可选的，在所述获取待预测山区河道的河床平均坡度
、
所述待预测山区河道的长度
、
所述待预测山区河道的平均宽度以及在待预测时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，其特征在于，包括：获取待预测山区河道的河床平均坡度
、
所述待预测山区河道的长度
、
所述待预测山区河道的平均宽度以及在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量；根据在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的河床平均坡度和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深；基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深
、
在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度；根据在待预测时刻所述待预测山区河道内的洪水水深以及在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内的真实洪水水深
。2.
根据权利要求1所述的山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，其特征在于，所述基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深
、
在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度，具体包括：基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深以及在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量计算在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率；基于在待预测时刻所述待预测山区河道的河道单位宽度推移质输沙率和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量；根据待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的总量
、
所述待预测山区河道的平均宽度和所述待预测山区河道的长度计算在待预测时刻所述待预测山区河道内淤积泥沙的平均高度
。3.
根据权利要求1所述的山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，其特征在于，所述根据在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水量
、
所述待预测山区河道的河床平均坡度和所述待预测山区河道的平均宽度计算在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深，具体包括：根据公式计算在待预测时刻待预测山区河道的洪水水深，其中，
H(t)
洪水
表示在待预测时刻
t
待预测山区河道的洪水水深，
Q(t)
表示在待预测时刻
t
所述待预测山区河道的洪水水量，
n
表示曼宁系数，
B
表示待预测山区河道的平均宽度，
S
表示待预测山区河道的河床平均坡度
。4.
根据权利要求2所述的山区河道洪水与泥沙耦合作用下的河道水深预测方法，其特征在于，所述基于在待预测时刻所述待预测山区河道的洪水水深以及在待预测时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴年，刘超，曹辉，王路，吴伟铭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：