CN108664453B - 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法 - Google Patents

一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108664453B
CN108664453B CN201810458868.4A CN201810458868A CN108664453B CN 108664453 B CN108664453 B CN 108664453B CN 201810458868 A CN201810458868 A CN 201810458868A CN 108664453 B CN108664453 B CN 108664453B
Authority
CN
China
Prior art keywords
river
hydrological
suspended load
station
sand transportation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810458868.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108664453A (zh
Inventor
熊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bureau of Hydrology Changjiang Water Resources Commission
Original Assignee
Bureau of Hydrology Changjiang Water Resources Commission
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bureau of Hydrology Changjiang Water Resources Commission filed Critical Bureau of Hydrology Changjiang Water Resources Commission
Priority to CN201810458868.4A priority Critical patent/CN108664453B/zh
Publication of CN108664453A publication Critical patent/CN108664453A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108664453B publication Critical patent/CN108664453B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，该计算方法包括1)选择相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果；2)采用侵蚀模数和面积双权改正方法；3)推求出缺乏水文资料河流悬移质输沙量。通过该方法能够考虑流域植被、土壤、形态等不同因素，最大准确地推求缺乏水文资料河流悬移质输沙量，精度更高且更符合实际。

Description

一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法
技术领域
本发明涉及一种河流悬移质输沙量的计算方法，具体是一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，属于水文计算技术领域。
背景技术
悬移质输沙量计算是水利水电工程设计的基础，直接影响到所设计工程的正常运用。一般而言，常规的悬移质输沙量计算采用水文测站悬移质输沙量系列统计：当实测悬移质资料不足时，采用悬移质输沙量与径流量相关插补延长后再统计；当径流和悬移质泥沙资料均缺乏时，一般采用刊于各省(区、市)的水文手册的悬移质多年平均侵蚀模数查算，即
Figure GDA0003282378360000011
式中
Figure GDA0003282378360000012
为悬移质输沙量，
Figure GDA0003282378360000013
为悬移质侵蚀模数，F为面积。
然而，由于
Figure GDA0003282378360000014
主要由计算的已有水文站悬移质输沙模数资料绘图而成，未考虑流域植被、土壤等下垫面特点以及含沙量的修正，较粗略且误差较大。近年来，随着遥感技术的大力发展，有关土壤侵蚀模数的计算方法越来越先进，成果越来越精细，为与侵蚀模数密切相关的悬移质输沙量计算提供了新的可能。因此，提出一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够考虑流域植被、土壤、形态等不同因素的缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，该计算方法包括：
1)选择相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果；
2)采用侵蚀模数和面积双权改正方法；
3)推求出缺乏水文资料河流悬移质输沙量。
优选地，步骤1)中相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果按照《水利水电工程水文计算规范》计算：当有悬移质输沙量系列时，采用水文测站悬移质输沙量系列统计；当实测悬移质资料不足时，采用悬移质输沙量与径流量相关插补延长后再统计。
优选地，步骤2)中侵蚀模数和面积双权改正方法是指对相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果的同时进行侵蚀模数和面积改正。
优选地，所述侵蚀模数采用《土壤侵蚀分类分级标准》规定的方法确定。
优选地，侵蚀模数和面积改正采用缺乏水文资料河流的侵蚀模数和面积与相似流域参证水文站以上的侵蚀模数和面积比值的线性或非线性改正。
优选地，所述相似流域参证水文站是指选择水文站以上流域与缺乏水文资料河流在植被、地形、土壤、降水特性方面相近，且流域面积相差不大。
优选地，所述输沙量包括年输沙量和给定时段的输沙量。
优选地，所述缺乏水文资料包括河流无水文测站、有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目和有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远三种情况。
优选地，当河流无水文测站或有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目的悬移质输沙量计算采用：
Figure GDA0003282378360000021
其中：其中，
Figure GDA0003282378360000022
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数。
优选地，当有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远的悬移质输沙量计算公式采用：
Figure GDA0003282378360000023
其中：其中，
Figure GDA0003282378360000024
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1)该计算方法通过选择相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果，采用侵蚀模数和面积双权改正方法，能推求缺乏水文资料河流悬移质输沙量；2)通过该方法能够考虑流域植被、土壤、形态等不同因素，最大准确地推求缺乏水文资料河流悬移质输沙量，精度更高且更符合实际。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，该计算方法包括：
第一：选择相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果；
其中，相似流域参证水文站悬移质输沙量
Figure GDA0003282378360000031
计算成果按照《水利水电工程水文计算规范》计算：当有悬移质输沙量系列时，采用水文测站悬移质输沙量系列统计；当实测悬移质资料不足时，采用悬移质输沙量与径流量相关插补延长后再统计。
第二：采用侵蚀模数和面积双权改正方法；
其中，侵蚀模数和面积双权改正方法是指对相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果的同时进行侵蚀模数和面积改正。所述侵蚀模数采用《土壤侵蚀分类分级标准》规定的方法确定。该方法包括采用已有发布资料，野外土壤侵蚀调查，野外及室内人工模拟降雨，利用小水库、塘坝及淤地坝的淤积量进行量测推算、根据各省(区、市)的水文手册的输沙模数资料用泥沙输移比推算，航空遥感方法，铯-137方法，土壤侵蚀或产沙模型推算等。
侵蚀模数和面积改正采用缺乏水文资料河流的侵蚀模数和面积与相似流域参证水文站以上的侵蚀模数和面积比值的线性或非线性改正。
第三：推求出缺乏水文资料河流悬移质输沙量。
相似流域参证水文站是指选择水文站以上流域与缺乏水文资料河流在植被、地形、土壤、降水特性方面相近，且流域面积相差不大。
所述输沙量包括年输沙量和给定时段的输沙量。
所述缺乏水文资料包括河流无水文测站、有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目和有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远三种情况。
a)当河流无水文测站或有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目的悬移质输沙量计算采用：
Figure GDA0003282378360000032
其中：其中，
Figure GDA0003282378360000033
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数。
b)当有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远的悬移质输沙量计算公式采用：
Figure GDA0003282378360000041
其中：其中，
Figure GDA0003282378360000042
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数。
所要注意的是：悬移质输沙量计算的侵蚀模数和面积改正一般采用线性修正，即α、β均为1。若推求河流附近流域水文测站能综合率定α、β，且较线性改正精度更高亦可采用非线性修正。
实施例
(1)待推求河流断面以上流域基本资料获取
根据选定的待推求河流断面以上流域情况，量取或收集断面以上流域面积、河长、坡度等流域特征参数，收集地形地貌、土壤植被、水文气象等资料，推求或收集断面以上侵蚀模数。
(2)相似流域参证水文站的选取
在待推求河流附近，选择与待推求河流断面以上流域在地形地貌、土壤植被、降水特性类似，水文测站有完整的悬移质泥沙观测资料，且面积相差不大的流域作为相似流域；或待推求河流上下游有水文测站，虽距离较远但地形地貌、土壤植被、降水特性未发生重大变化的本流域作为相似流域。相似流域的水文站作为参证水文站。
(3)相似流域参证水文站基本资料的获取
收集相似流域参证水文站以上流域面积、河长、坡度等流域特征参数，收集地形地貌、土壤植被、水文气象等资料，推求或收集断面以上侵蚀模数。
(4)改正指数的优选
若待推求河流附近流域水文站点较多，且侵蚀模数资料较完整，则利用各水文站悬移质输沙量、控制面积及侵蚀模数，采用最优化方法计算侵蚀模数及面积的改正指数α、β。若水文站点较少，可直接采用侵蚀模数及面积的线性改正，即α、β均为1。
(5)参证水文站悬移质输沙量计算
当参证水文站有较长悬移质输沙量系列时，采用水文测站悬移质输沙量系列统计计算；当实测悬移质资料不足时，采用悬移质输沙量与径流量相关插补延长后再统计计算。
(6)缺乏水文资料河流悬移质输沙量计算
河流无水文测站、有水文测站但无悬移质泥沙观测项目的悬移质输沙量计算可采用如下公式：
Figure GDA0003282378360000051
河流有水文测站悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远的悬移质输沙量计算可采用如下公式：
Figure GDA0003282378360000052
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于，该计算方法包括：
1)选择相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果；
2)采用侵蚀模数和面积双权改正方法；
3)推求出缺乏水文资料河流悬移质输沙量；
所述缺乏水文资料包括河流无水文测站、有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目和有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远三种情况；
当河流无水文测站或有河流水文测站但无悬移质泥沙观测项目的悬移质输沙量计算采用：
Figure FDA0003251617140000011
其中：其中，
Figure FDA0003251617140000012
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数；
当有河流水文测站及悬移质泥沙观测资料但与需推求断面相距较远的悬移质输沙量计算公式采用：
Figure FDA0003251617140000013
其中：其中，
Figure FDA0003251617140000014
F2、F1、α、β分别为待推求河流断面的悬移质输沙量、相似流域参证水文站悬移质输沙量、待推求河流断面以上侵蚀模数、相似流域参证水文站以上侵蚀模数、待推求河流断面以上流域面积、相似流域参证水文站控制面积、侵蚀模数改正非线性指数、面积改正非线性指数。
2.根据权利要求1所述的一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于：步骤1)中相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果按照《水利水电工程水文计算规范》计算：当有悬移质输沙量系列时，采用水文测站悬移质输沙量系列统计；当实测悬移质资料不足时，采用悬移质输沙量与径流量相关插补延长后再统计。
3.根据权利要求1所述的一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于：步骤2)中侵蚀模数和面积双权改正方法是指对相似流域参证水文站悬移质输沙量计算成果的同时进行侵蚀模数和面积改正。
4.根据权利要求3所述的一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于：所述侵蚀模数采用《土壤侵蚀分类分级标准》规定的方法确定。
5.根据权利要求3所述的一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于：侵蚀模数和面积改正采用缺乏水文资料河流的侵蚀模数和面积与相似流域参证水文站以上的侵蚀模数和面积比值的线性或非线性改正。
6.根据权利要求1所述的一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法，其特征在于：所述输沙量包括年输沙量和给定时段的输沙量。
CN201810458868.4A 2018-05-15 2018-05-15 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法 Active CN108664453B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810458868.4A CN108664453B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810458868.4A CN108664453B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108664453A CN108664453A (zh) 2018-10-16
CN108664453B true CN108664453B (zh) 2021-11-16

Family

ID=63778467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810458868.4A Active CN108664453B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108664453B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109632254B (zh) * 2018-11-23 2021-04-06 西安理工大学 一种坝库水利工程影响下的河流泥沙输移比确定方法
CN110400049B (zh) * 2019-06-24 2023-01-20 水利部农村电气化研究所 农村水电站的生态流量的核定方法及核定装置
CN111507540B (zh) * 2020-04-28 2022-04-26 长江水利委员会长江科学院 一种资料贫乏地区长系列泥沙数据综合重构方法
CN114969655A (zh) * 2022-03-30 2022-08-30 武汉大学 流域输沙量的模拟估算方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105046043A (zh) * 2015-05-29 2015-11-11 北京师范大学 一种流域重金属行为的动态定量模拟方法
CN106777959A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 郑州大学 人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法
CN106969756A (zh) * 2017-04-27 2017-07-21 长江水利委员会水文局 河流悬移质泥沙输沙量改正计算方法
CN107090798A (zh) * 2017-05-16 2017-08-25 长江水利委员会长江科学院 一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2004222619B2 (en) * 2003-03-13 2009-05-07 Exxonmobil Upstream Research Company Method for predicting grain size distribution from reservoir thickness

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105046043A (zh) * 2015-05-29 2015-11-11 北京师范大学 一种流域重金属行为的动态定量模拟方法
CN106777959A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 郑州大学 人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法
CN106969756A (zh) * 2017-04-27 2017-07-21 长江水利委员会水文局 河流悬移质泥沙输沙量改正计算方法
CN107090798A (zh) * 2017-05-16 2017-08-25 长江水利委员会长江科学院 一种水库超饱和输沙状态下恢复饱和系数计算方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Sediment Load and Suspended Sediment Concentration Prediction";Martin Bečvář;《Soil and Water Research》;20061107;第13卷;第23-31页 *
"阳霞河流域泥沙变化趋势及输沙量计算分析";图布新;《地下水》;20170515;第39卷(第5期);第250-251页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108664453A (zh) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108664453B (zh) 一种缺乏水文资料河流悬移质输沙量的计算方法
Ali et al. Spatial patterns and variation of suspended sediment yield in the upper Indus River basin, northern Pakistan
Mosquera et al. Runoff from tropical alpine grasslands increases with areal extent of wetlands
Yao et al. Bank erosion and accretion along the Ningxia–Inner Mongolia reaches of the Yellow River from 1958 to 2008
Scibek et al. Groundwater–surface water interaction under scenarios of climate change using a high-resolution transient groundwater model
Thorndycraft et al. The Holocene fluvial chronology of Spain: evidence from a newly compiled radiocarbon database
Jia et al. Development of the WEP-L distributed hydrological model and dynamic assessment of water resources in the Yellow River basin
Fuller Geomorphic impacts of a 100-year flood: Kiwitea Stream, Manawatu catchment, New Zealand
Mingguo et al. Modelling the runoff-sediment yield relationship using a proportional function in hilly areas of the Loess Plateau, North China
Chalise et al. Management of water resources and low flow estimation for the Himalayan basins of Nepal
CN110781259A (zh) 一种基于地貌单位线的水文模型
CN110187413B (zh) 一种城市内涝预报方法、电子设备及存储介质
Arora et al. Spatial distribution and seasonal variability of rainfall in a mountainous basin in the Himalayan region
Grenfell et al. Hydrology, sediment transport dynamics and geomorphology of a variable flow river: The Mfolozi River, South Africa
CN104631392A (zh) 一种基于河相关系的航道整治设计方法
Abudu et al. Drought scenario analysis using RiverWare: a case study in Urumqi River Basin, China
Boughton et al. Calibrations of the AWBM for use on ungauged catchments
Wang et al. Effect of DEM mesh size on AnnAGNPS simulation and slope correction
Sharifi et al. Determination of river design discharge (Tar River case study)
Kumar et al. Spatial Distribution of Rainfall with Elevation in Satluj River Basin: 1986-2010, Himachal Pradesh, India
Eekhout Morphological processes in lowland streams: implications for stream restoration
Hunink et al. Physiographical baseline survey for the Upper Tana catchment: erosion and sediment yield assessment
Ivanoski et al. Estimation of sedimentation rate of Tikvesh Reservoir in Republic of Macedonia using SWAT
Chung et al. The PRISM-based rainfall mapping at an enhanced grid cell resolution in complex terrain
CN109063306B (zh) 一种网格化河北模型的土壤下渗能力空间离散方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant