[发明专利]一种构造河流生态流量隶属度函数的方法

权利要求书

1.一种构造河流生态流量隶属度函数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、假定河道流态为明渠均匀流，并且流速为河道过水断面的平均流速，采用生态水力半径法，依据过水断面水力参数与曼宁公式，确定出河道任意地点生态流速与生态流量间的关系函数，过水断面水力参数包括：水力半径、水力坡度、河道糙率、湿周；

步骤11、依据曼宁公式，计算水力半径，曼宁公式的表达式为：式中，R为水力半径；v为生态流速；n为河道糙率；J为水力坡度；

步骤12、依据天然河道过水断面形状进行判断，选取合适的计算公式求出水力半径R与过水断面面积A的函数关系；

步骤13、依据公式Q＝A·v，计算生态流量值，式中，Q为生态流量，计算多组生态流速v与生态流量值Q，得到v～Q关系曲线，再通过拟合求得v～Q关系函数：Q＝f(v)；

步骤2、采用模糊数法得到生态流速的隶属度函数α(v)，在确定的河道过水断面，生态流量Q与生态流速v是一一映射，则生态流速由v＝f(Q)^-1表示，则对应的河道过水断面生态流量隶属度函数为α(f(Q)^-1)。

2.如权利要求1所述的构造河流生态流量隶属度函数的方法，其特征在于，步骤12中不同的河道过水断面采用不同的抛物线方程，当抛物线的开口方向为向上型时，其表达式为：y＝ax²，a0，a为抛物线方程椭圆长半轴，进一步得出最后得出水力半径R与过水断面面积A的函数关系为：当抛物线的开口方向为向下型时，其表达式为：y＝a|x|²+c|x|，a0,c0，a为抛物线方程椭圆长半轴，c为抛物线方程椭圆短半轴，进一步得出最后得出水力半径R与过水断面面积A的函数关系为：其中h为水深，B₁为过水断面宽度，b为扩散系数，P为湿周，当h＝1时，b＝0.5×B₁。

3.如权利要求1所述的构造河流生态流量隶属度函数的方法，其特征在于，步骤2中生态流速的隶属度函数包括生态流速三角隶属度函数和生态流速梯形隶属度函数，

所述生态流速三角隶属度函数的表达式为：

式中：v₁,v₂,v₃分别为适宜生态流速的最小值、最佳值和最大值，最佳值对应的隶属度为1；

所述生态流速梯形隶属度函数的表达式为：

式中：v₁,v₂₁,v₂₂,v₃分别为适宜生态流速的最小值、最小佳值、最大佳值和最大值；最小佳值对应的隶属度为1，最大佳值对应的隶属度为1。