[发明专利]一种滨海淤积型河道综合治理方法及系统

权利要求书

1.一种滨海淤积型河道综合治理方法，其特征在于，根据安全泄洪断面指导流域上游、中游和河口的治理方法，步骤如下：

步骤1：根据堤防设计规范和堤防须满足的景观高度确定河道的断面平均水位；具体为：根据满足景观要求的堤防高度，利用堤防设计规范的计算方法反推设计水位，得到河道流域沿程水面线，进而确定河道的断面平均水位；

步骤2：根据一维圣维南方程组确定河道断面流量Q_i和过水面积A_i：

连续方程

动量方程

式中：

Z——断面平均水位；

Q_i——断面流量；

A_i——过水面积；

B——河道水面宽度；河道水面宽度通过遥感卫星影像获取；

x、t——x为断面起始位置到当前断面的距离，t为计算起始时刻到当前时刻的时长；

q——旁侧入流，负值表示流出；

β——动量校正系数；

g——重力加速度；

S_f——摩阻坡降，S_f＝g/C²，C为谢才系数；

u_l——单位流程上的侧向出流流速在主流方向的分量；

步骤3：对流域上游区采用流域调蓄的方法，实行高水截排、蓄滞洪区、流域调蓄设施联合调度的措施，控制上游河道的断面流量为Q_i；

对流域中游段采用河道疏挡的方法，实行清障清淤和堤防提升的措施，控制中游河道的过水面积为A_i；

根据步骤2计算结果对流域河口区采用河口控导的方法，对河口实行泄洪整治和建设水闸枢纽的措施；建设水闸枢纽的措施是指建设集“挡潮、通航、防洪”功能于一体的河口水闸枢纽，由水闸段、船闸段和两岸连接段三大部分组成；在每个月的大潮期间，高潮位时关闭水闸，落潮低潮位阶段时打开水闸，利用开闸期间落潮流冲刷河道及河口；

对河口实行泄洪整治具体为：

泄洪整治是指河口汊道整治，首先根据窦国仁潮汐河口河相关系公式得到平均潮流量时水面宽度b：

式中：

b－平均潮流量时水面宽度(m)；

Q－平均落潮流量(m³/s)；

U_cs－悬沙止动流速(m/s)，U_cs＝9.01d₁/2，d₁为悬沙代表粒径；

U_cb－底沙止动流速(m/s)，U_cb＝9.01D₁/2，D₁为底沙代表粒径；

S－平均落潮含沙量(kg/m³)；

k－挟沙力系数，取k＝4.0；

α－河岸与河底的相对稳定系数，取1.0；

β－涌潮系数，β取1.0；

比较河道水面宽度B和平均潮流量时水面宽度b，若b＞B，则按宽度B束窄河床，以减少河口水流分汊；如b小于或等于B则按b作为整治河宽。

2.一种滨海淤积型河道综合治理系统，其特征在于，该系统是根据安全泄洪断面指导流域上游、中游和河口的治理方案，包括以下模块：

断面平均水位获取模块：根据堤防设计规范和堤防须满足的景观高度确定河道的断面平均水位；断面平均水位获取模块是根据满足景观要求的堤防高度，利用堤防设计规范的计算方法反推设计水位，得到河道流域沿程水面线，进而确定河道的断面平均水位；

断面流量及过水面积计算模块：根据一维圣维南方程组确定河道断面流量Q_i和过水面积A_i：

连续方程

动量方程

式中：

Z——断面平均水位；

Q_i——断面流量；

A_i——过水面积；

B——河道水面宽度；河道水面宽度通过遥感卫星影像获取；

x、t——x为断面起始位置到当前断面的距离，t为计算起始时刻到当前时刻的时长；

q——旁侧入流，负值表示流出；

β——动量校正系数；

g——重力加速度；

S_f——摩阻坡降，S_f＝g/C²，C为谢才系数；

u_l——单位流程上的侧向出流流速在主流方向的分量；

流域调蓄及河道疏挡调控模块：对流域上游区采用流域调蓄的方法，实行高水截排、蓄滞洪区、流域调蓄设施联合调度的措施，控制上游河道的断面流量为Q_i；

对流域中游段采用河道疏挡的方法，实行清障清淤和堤防提升的措施，控制中游河道的过水面积为A_i；

泄洪整治和水闸建设枢纽治理模块：根据断面流量及过水面积计算模块计算结果对流域河口区采用河口控导的方法，对河口实行泄洪整治和建设水闸枢纽的措施；泄洪整治和水闸建设枢纽治理模块中，建设水闸枢纽的措施是指建设集“挡潮、通航、防洪”功能于一体的河口水闸枢纽，由水闸段、船闸段和两岸连接段三大部分组成；在每个月的大潮期间，高潮位时关闭水闸，落潮低潮位阶段时打开水闸，利用开闸期间落潮流冲刷河道及河口；

对河口实行泄洪整治具体为：

泄洪整治是指河口汊道整治，首先根据窦国仁潮汐河口河相关系公式得到平均潮流量时水面宽度b：

式中：

b-平均潮流量时水面宽度(m)；

Q-平均落潮流量(m³/s)；

U_cs-悬沙止动流速(m/s)，U_cs＝9.01d₁/2，d₁为悬沙代表粒径；

U_cb-底沙止动流速(m/s)，U_cb＝9.01D₁/2，D₁为底沙代表粒径；

S-平均落潮含沙量(kg/m³)；

k-挟沙力系数，取k＝4.0；

α-河岸与河底的相对稳定系数，取1.0；

β-涌潮系数，β取1.0；

比较河道水面宽度B和平均潮流量时水面宽度b，若b＞B，则按宽度B束窄河床，以减少河口水流分汊；如b小于或等于B则按b作为整治河宽。