[发明专利]河口叶脉状河网潮界确定方法

说明书

本发明公开了一种河口叶脉状河网潮界确定方法。本发明河口叶脉状河网潮界确定方法分四部分，一是调查收集河网平面分布及河流几何特征，确定河网干流加权坡降、加权河宽、支流加权坡降、加权河宽；二是确定干流河宽影响因子、坡降影响因子、口门最大潮差、干流潮流界、潮区界；三是确定干流与支流交汇断面以及支流口门断面潮差转换；四是确定确定各支流河宽影响因子、坡降影响因子、各支流潮流界、潮区界。河口叶脉状河网潮界的确定，可明确潮流在干流及支流的最大影响范围，为后期的科学治理提供技术支持。

技术领域

本发明涉及水力学及河流动力学领域，具体的说是河口叶脉状河网潮界的确定方法。

背景技术

河口泛指河流注入海洋的河段。入海河口是海洋过程与河流过程相互作用的产物，是海洋动力和河流水文动力复杂作用的结果。中国河流众多，其中流域面积在100km²以上的河流达5万条，因水文、地质及形成过程差异，形成了大小不同、形态各异的河口1800多个。不同地区河口的潮差变化很大，我国的钱塘江为典型的强潮河口，潮差高达8.93m，闽江河口平均潮差4.21m，珠江河口平均潮差2.78m～3.06m，长江河口平均潮差2.6m，位于荷兰鹿特丹附近注入北海的莱茵河口平均潮差1.5m，美国密西西比为弱潮河口,潮差小于1m，位于渤海湾与莱洲湾黄河河口平均潮差仅0.61～1.31m，不仅如此，入海河流的径流变化也非常大，如福建闽江，生态流量308m³/s，而1998年闽江613洪水最大洪峰流量高达33800m³/s，彼此相差109.74倍。河口城市的河网纵横交错，通江达海，边界条件十分复杂，与敏感多变的河口水流条件交汇叠加，使得作为径流与潮流交汇分界线潮界的确定成为技术难题，不得不通过繁琐的数值模拟方能得到解答，数值模拟仅单元数，少则数万，多则几十万，甚至几百万，费时费力。潮界是判断洪潮博弈强弱的重要指标，不仅可以确定潮流的影响范围，而且对航运、发电、防洪排涝、城市取水、污染物扩散、咸潮上溯、穿江地铁、过江桥梁等一系列涉水工程的安全具有重要影响。

河口地区是社会经济发展的发动机，是政治经济文化中心，我国乃至世界的许多重要城市都位于河口，如伦敦、纽约、东京、上海。美国50％人口居住在河口三角洲的海滨城市，75％海上出口商品和80～90％渔业产品来源于河口三角洲的海滨城市。我国的珠江河口7个城市GDP约占广东省的77.7％，进出口总额则占广东省的84％和全国的48％,经济地位举足轻重，牵一发而动全身。河口是流域物质通量之“汇”，海洋物质通量之“源”，对于自然变化和日益增强的人类活动,流域的变化就像脉搏一样能够敏感地在河口地区水流运动规律中反映出来。河口的经济、娱乐和美学价值及其复杂多变的流动特性，使得河口河网潮界确定成为学术界备受关注的焦点，迫切需要研发适合河口河网特点便捷适用的潮界确定技术以满足我国生态文明、工程建设和社会进步的需要。

从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前国内外尚无河口叶脉状河网潮界方法的相关报道。

发明内容

(1)要解决的技术问题

河口与城市内河网，在径流和潮流交汇作用下，形成了复杂多变的各种水流现象，潮界是潮流与径流博弈的结果。本发明要解决的主要技术问题是：确定入海河流的潮界和位于河口城市内河网各个支流的潮界，包括潮流界与潮区界，以明确潮流的影响范围。

(2)技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：河口叶脉状河网潮界确定方法，其特征是：河口叶脉状河网潮界确定方法分四部分，一是调查收集河网平面分布及河流几何特征，确定河网干流加权坡降、加权河宽、支流加权坡降、加权河宽；二是确定干流河宽影响因子、坡降影响因子、口门最大潮差、干流潮流界、潮区界；三是确定干流与支流交汇断面以及支流口门断面潮差转换；四是确定确定各支流河宽影响因子、坡降影响因子、各支流潮流界、潮区界。

河网干流加权坡降、加权河宽、支流加权坡降、加权河宽由下式确定：

干流加权坡降