水庫下游河道最低通航水位生成方法技術

本發明專利技術提出一種水庫下游河道最低通航水位生成方法，包括水庫下游河段設計通航流量確定步驟，河段枯期同流量水位降幅預測步驟，河段最低通航水位計算步驟。與已有方法相比，本方法貼合水庫下游河段實際沖淤過程，通過分析河段自身水位變化規律，以及引起水位變化的原因，針對不同河段采用與之適應的方法，能更為簡單且準確的預測未來某時段河段的設計水位，而且，本方法所需資料較之已有方法更易收集，實用性更強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水利航道
，尤其是一種。
技術介紹
河道最低通航水位是航道規劃設計的基本參數，也是航道整治工程的重要指標， 最低通航水位制定的正確與否直接關系著航道的航行安全和通航效益，因此對最低通航水位生成方法的研究顯得極為重要。該水位的現有確定方法建立在河床沖淤變化不大條件下，利用河道水位資料統計方法直接推算。水庫的修建蓄水改變壩下游各河段的水沙條件， 一方面水庫對徑流的調蓄作用改變了壩下游來水的年內過程，洪季大流量減小，枯水期水庫補水使得下游河段流量增加；另一方面，水庫的攔沙作用造成清水下泄，下游河床將發生自上而下的普遍沖刷，大范圍的河床變形會造成河段水位流量關系調整，兩者的綜合作用使水庫下游河段的枯水位長時期內處于變化調整狀態，因此已有天然河流設計水位計算方法不再適用。
技術實現思路
本專利技術針對上述技術狀況及局限性，提供一種，分析水庫蓄水后壩下游河段實際水位變化及沖淤規律，參考一維數學模型，能夠更準確的預測未來某時期河段水位流量關系的調整，推求河段設計水位。本專利技術的技術方案為一種水庫下游河道最低通航水位確定方法，包括以下步驟步驟1，確定水庫下游各河段通航流量，具體步驟如下，步驟1. 1，基于水庫運行前實測水文資料，將水庫下游各河段的流量分解為水庫代表水文站點來流與區間來流，實現方式如下，設水庫下游各河段中任一為目標河段，目標河段的流量Qm分解為水庫代表水文站點來流Qd與區間來流Qq，Qq=Qm-Qd步驟I. 2，計算目標河段設計通航流量，實現方式如下，根據水庫代表水文站點來流Qd進行水庫徑流調蓄計算，得到水庫運行后水庫代表水文站點的流量過程Q’ d;根據區間來流Qq得到水庫運行后目標河段的區間流量Q’ q，計算水庫運行后目標河段的流量Q’m = Q’ d+Q’ q，進行頻率統計分析得到目標河段設計通航流量Qs ；步驟2，推求水庫下游各河段枯期同流量水位降幅，具體步驟如下，步驟2. 1，基于水庫運行后實測水文資料，采用河段水位下降趨勢分析法，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；所述河段水位下降趨勢分析法實現方式為，點繪水庫運行后水庫下游各河段逐年枯期水位流量關系，計算河段枯期同流量水位逐年變幅，并分析水位變幅隨水庫蓄水年份3變化規律，推算未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位變化，得到未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2. 2，基于水庫運行后實測水文資料，采用河床沖刷趨勢分析法，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；所述河床沖刷趨勢分析法實現方式為，點繪水庫運行后水庫下游沿程各河段枯期同流量水位累積降幅與河床上累積沖淤量的相互關系，通過分析河段的沖淤發展，由未來某時期目標河段沖淤量預測目標河段同流量水位變化，得到未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2. 3，基于一維水沙模型，通過模擬水庫下游河床沖淤過程，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2. 4，綜合分析步驟2. 1,2. 2,2. 3，最終確定未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟3，基于步驟2. 4所得水庫下游各河段枯期同流量水位降幅，得出未來某時期各河段水位流量關系，結合步驟I所得水庫下游各河段通航流量，計算得出未來某時期水庫下游各河段最低通航水位。與已有方法相比，本方法貼合水庫下游河段實際沖淤過程，通過分析河段自身水位變化規律，以及引起水位變化的原因，針對不同河段采用與之適應的方法，能更為簡單且準確的預測未來某時段河段的設計水位，而且，本方法所需資料較之已有方法更易收集，實用性更強。附圖說明圖I為本專利技術實施例的水庫下游河道最低通航水位生成流程示意圖2為本專利技術實施例的河段水位流量關系示意圖3為本專利技術實施例的河段枯期同流量水位累積降幅同水庫蓄水年份相關關系示意圖4為本專利技術實施例的河段逐年累積沖淤量與水庫蓄水年份的相關關系示意圖5為本專利技術實施例的相鄰河段變化相同流量時水位變幅相關關系不意圖6為本專利技術實施例的河段修正后逐年同流量水位累積變幅與河段累積沖淤量相關關系不意圖。具體實施方式本專利技術技術方案提供的流程可采用計算機軟件技術實現自動運行。以下結合附圖和實施例詳細說明本專利技術技術方案。參見附圖1，本專利技術實施例是某水庫下游某河段，結合水文資料按照以下步驟推求該河段未來時期的最低通航水位步驟I,確定水庫下游各河段通航流量,具體步驟如下，步驟I. I，基于水庫運行前實測水文資料，將水庫下游各河段的流量分解為水庫代表水文站點來流與區間來流，其中區間來流為水庫下游各河段的流量與水庫代表水文站點來流之差。按照規范，典型系列年的選擇應具有良好的一致性，取近期連續資料系列，且取用年限不短于20年，即取得水庫代表水文站點日均流量系列和水庫下游各河段日均流量系列。一般選擇蓄水前的長系列流量資料；如果有合適的蓄水后的長系列流量資料，則可直接根據流量系列開展頻率統計分析可得到目標河段設計通航流量Qs，代替執行步驟I. I和I.2，但對于水庫蓄水初期，蓄水后資料顯然不能滿足要求。如果在取用年限內包括選擇蓄水前后的兩種資料，則可對前后的資料分別對應處理。水庫下游各河段即水庫的壩下游沿程各河段。實施例中，設水庫下游各河段中任一為目標河段，將目標河段的流量Qm分解為水庫代表水文站點來流Qd與區間來流Qq， Qq=Qffl-QdO因為實測資料是逐曰測得的長系列，包括取用的典型系列年中每一天的曰均流量，實際上是計算每一天的區間來流，即求取目標河段逐日流量與水庫代表水文站逐日流量之差。步驟I. 2，水庫運行后會由于蓄水引起流量變化，因此需要考慮蓄水因素計算目標河段設計通航流量，實現方式如下根據水庫代表水文站點來流Qd進行水庫徑流調蓄計算，即水庫運行后水庫代表水文站點的流量過程Q’ d，具體實現方式為現有技術，例如可根據水庫調度規則演算得到；根據區間來流Qq得到水庫運行后目標河段的區間流量Q’ q，可基于分匯流及取水需求變化等因素而得到，具體實施時可根據實際情況進行流量修訂實現；兩者之和得到水庫運行后目標河段的流量，Q’ m=Q’ d+Q’ q，根據該流量系列開展頻率統計分析可得到目標河段設計通航流量Qs。頻率統計分析可根據要求采用現有的算術平均法、頻率保證率法或者綜合歷時曲線法，本專利技術不予贅述。以水庫下游各河段為目標河段，計算目標河段設計通航流量，即確定出水庫下游各河段通航流量。步驟2，水庫下游各河段枯期同流量水位降幅的推求，具體步驟如下，步驟2. 1，基于水庫運行后實測水文資料，采用河段水位下降趨勢分析法，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅。水庫下游某河段的枯期同流量水位即每一年枯期同一個流量對應的該河段實際水位。本專利技術提出一種河段水位下降趨勢分析法實現推求點繪水庫運行后(即蓄水后) 水庫下游各河段逐年枯期水位流量關系，計算河段枯期同流量水位逐年變幅，并分析水位變幅隨水庫蓄水年份變化規律，推算未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位變化，得到未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅。實施例采用河段水位下降趨勢分析法，點繪水庫蓄水后η年目標河段實測水位流量關系，如附圖2，其中橫坐標為流量Q，縱坐標為水位Ζ。由水位流量關系計算某目標河段S及下游相鄰河段X枯期同流量水位逐年相比蓄水前累積變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水庫下游河道最低通航水位生成方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，確定水庫下游各河段通航流量，具體步驟如下，步驟1.1，基于水庫運行前實測水文資料，將水庫下游各河段的流量分解為水庫代表水文站點來流與區間來流，實現方式如下，設水庫下游各河段中任一為目標河段，目標河段的流量Qm分解為水庫代表水文站點來流Qd與區間來流Qq，Qq=Qm？Qd步驟1.2，計算目標河段設計通航流量，實現方式如下，根據水庫代表水文站點來流Qd進行水庫徑流調蓄計算，得到水庫運行后水庫代表水文站點的流量過程Q’d；根據區間來流Qq得到水庫運行后目標河段的區間流量Q’q，計算水庫運行后目標河段的流量Q’m＝Q’d+Q’q，進行頻率統計分析得到目標河段設計通航流量Qs；步驟2，推求水庫下游各河段枯期同流量水位降幅，具體步驟如下，步驟2.1，基于水庫運行后實測水文資料，采用河段水位下降趨勢分析法，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；所述河段水位下降趨勢分析法實現方式為，點繪水庫運行后水庫下游各河段逐年枯期水位流量關系，計算河段枯期同流量水位逐年變幅，并分析水位變幅隨水庫蓄水年份變化規律，推算未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位變化，得到未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2.2，基于水庫運行后實測水文資料，采用河床沖刷趨勢分析法，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；所述河床沖刷趨勢分析法實現方式為，點繪水庫運行后水庫下游沿程各河段枯期同流量水位累積降幅與河床上累積沖淤量的相互關系，通過分析河段的沖淤發展，由未來某時期目標河段沖淤量預測目標河段同流量水位變化，得到未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2.3，基于一維水沙模型，通過模擬水庫下游河床沖淤過程，推求未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位降幅；步驟2.4，綜合分析步驟2.1、2.2、2.3，最終確定未來某時期水庫下游各河段枯期同流量水位 降幅；步驟3，基于步驟2.4所得水庫下游各河段枯期同流量水位降幅，得出未來某時期各河段水位流量關系，結合步驟1所得水庫下游各河段通航流量，計算得出未來某時期水庫下游各河段最低通航水位。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李義天，王冬，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：