[发明专利]一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法

权利要求书

1.一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，基于曼宁公式，其特征在于，包括以下步骤：

S1在感潮河段设置N个观测点x_i，在T个时刻t_j测量所有观测点的水面高程数据η_ij；

S2建立部分反射波理论，构建感潮河段的潮波传播特性水面高程方程η(x_i)；

S3将所述水面高程数据η_ij按所述水面高程方程η(x_i)拟合，计算瞬时水力坡降方程S_tj；

S4测量所述感潮河段的指定测量点x_m退潮或涨潮时刻t_max的最大流速V及水力半径R；

S5将瞬时水力坡降S_tmax(x_m)、所述最大流速V和所述水力半径R代入曼宁公式计算得到所述指定测量点的曼宁系数n，作为所述指定测量点的底床摩擦系数。

2.根据权利要求1所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述观测点x_i，具体为：

令感潮河段的河口入口为起始点，依次标记观测点序号为i，i＝1,2,...,N，x_i为所述观测点距离所述起始点的距离，令河口往河流上游传播为+x_i方向，河流上游往河口方向反射为-x_i方向。

3.根据权利要求2所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述水面高程数据η_ij，具体为：

依次标记观测时间序号为j，j＝1,2,...,T，t_j为测量时刻，在同一时刻t_j测量所述所有观测点x₁、x₂、...x_N的水面高程η，令观测点序号i观测时间序号j的水面高程为η_ij。

4.根据权利要求3所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述水面高程方程η(x_i)，具体为：

η(x_i)＝η₁(x_i)+η₂(x_i)，

上式中，η₁(x_i)为外海传入河口的入射波水面高程方程，η₂(x_i)为外海传入河口反射波水面高程方程；ω为潮波反射系数，κ为潮波波数，μ为阻尼模数，a₀为常数，σ为时间周期数；令代入所述水面高程方程η(x_i)的x_i取值为+x_i。

5.根据权利要求4所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述潮波反射系数ω的取值范围为0至1。

6.根据权利要求5所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述瞬时水力坡降方程S_tj，具体为：

7.根据权利要求6所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，所述S_tmax(x_m)具体为：

将所述指定观测点的x_m和所述测量时刻t_max，代入所述瞬时水力坡降方程S_tj计算得到S_tmax(x_m)。

8.根据权利要求7所述的一种确定感潮河段底床摩擦系数的方法，其特征在于，至少适用于非恒定非均匀流的感潮河段，或恒定均匀流的河段中的一种。