[发明专利]河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护与资源综合利用的技术领域，特别是涉及一种河道型水库支流库湾水动力特性分区的方法。

背景技术

随着我国水电开发目标的转变，近年来，国家相关部门提出了在保护环境的前提下大力发展水电，水电开发逐步由经济技术制约阶段转变的环境制约阶段，因此在水电开发前期，需要针对拟开发的水电库区进行调查，评价水电开发的合理性，并根据库区的经济发展条件制定合理的区域发展政策。水库成库后，由于水体输移能力减弱，在库区一些支流库湾，如果氮、磷等营养源充足，在光照比较充分的情况下，会在部分区域产生“水华”现象，影响库区人民的生产生活，因此对水库支流库湾沿岸进行合理的规划，避免“水华”现象对人民群众产生较在影响显得尤为重要。

现有研究表明，水动力场的分布对湖库内“水华”的生消有较大的影响，在其它条件基本相同的情况下，由于水动力特性的不同，在湖库内可产生较为明显的生态分区，特别是对于河道型水库支流库湾而言，表现更为突出。如蔡庆华等（湖泊科学，2012）分析了三峡库区水环境动态的时空异质性、水库纵向分区与群落组成、垂向分布及藻类水华的成因和动态后指出，三峡水库干流与香溪河库湾水力学特征的差异是驱动其水环境动态的关键因素，其干支流水力条件是研究重点。因此对于河道型水库支流库湾而言，对其水动力特性进行合理划分，是区域水环境治理和规划的主要依据。

就现有文献来看，目前相关文献仅是比较笼统的指出河道型水库支流库湾应当被分为干流影响区、湖泊区、过渡区及天然河道，但并无相关文献对库湾水动力特性分区提出明确的划分方法。现有文献及专利依据监测结果对湖库的营养物进行生态分区，如公开号为CN102496067A的一种湖泊营养物分区控制技术方法发明专利及公开号为CN102495877A的一种湖泊营养物生态分区边界识别的技术方法，给出了湖泊营养物及生态分区的相关方法，可提供比较好的借鉴。但应指出，这种方法需依靠大量的现场长时间序列的监测数据，对于拟修建的水库，无法依据这些方法掌握库区支流库湾的生态分区，因此需要提供一种合理的预测方法，为库湾支流区域内的规划和发展提供参考。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法，其包括以下步骤：

㈠采用数值方法获得研究区域内的水动力场，并存储水动力场的计算结果；

㈡分别在干支流上游入流边界上设置单位密度的守恒物质为示踪剂，利用存储的水动力场计算结果分析示踪剂在库湾内的时空分布，若在研究时段计算区域内各点干支流示踪剂浓度与初始值之比的和不大于0.9，则需将计算初始时段向前推移，当在研究时段区域内各点干支流示踪剂浓度与初始值之比的和大于0.9时，存储示踪剂时空分布结果，进行下一步分析；

㈢读取存储的示踪剂时空分布结果，统计计算区域内各点干流示踪剂在指定时段内的浓度分布，若研究区域内某一点的干流示踪剂浓度与干流示踪剂浓度初始值之比，在指定时段80%的时间内都大于60%，则该点在研究时段内处于干流影响区，否则该点在研究时段内不在干流影响区；

㈣若该点不在干流影响区，读取水动力场的计算结果，统计该点平均流速的时间分布，若在指定时段80%的时间内都小于0.01m/s，则该点在研究时段内处于湖泊区；若该点平均流速在指定时段80%的时间内都大于0.01m/s且不大于0.05m/s，则在研究时段内处于过渡区；若该点平均流速在指定时段80%的时间内都大于0.05m/s，则该点在研究时段内处于天然河道区；

㈤根据各点的分析结果，将各点水力特性归类，若在1km的河段内，有60%以上的点都处于一水力特性区，则可认为该河段都处于该水力特性区，逐段统计即可得到研究区域在研究时段内的水力特性分区结果。

上述的河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法中，计算区域应包括河道型水库干流及支流库湾；水库的计算范围可在与支流库湾交汇处上下游各选一段，并且长度应大于五十倍水深，从而提高计算效率。

上述的河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法中，干流与支流的示踪剂所用的守恒物质应不同。