[发明专利]一种次洪过程中淤地坝系减沙量的计算方法

权利要求书

1.一种次洪过程中淤地坝系减沙量的计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、收集流域控制水文站的场次径流、泥沙数据，采集流域降水数据、淤地坝设计资料、数字高程模型DEM及土地利用类型数据，淤地坝设计资料包括坝址分布点位、控制面积、坝高、泄水建筑物；

步骤2、根据步骤1所收集的场次径流及泥沙数据，计算不同次洪水下的径流侵蚀功率及输沙模数，并建立流域次暴雨水沙响应模型；

步骤3、根据步骤1所收集的数字高程模型DEM、流域降水数据、土地利用类型数据及淤地坝设计资料构建流域水文水动力模型；

步骤4、利用步骤3所建立的流域水文水动力模型，输入流域实测侵蚀性场次降雨，分别模拟同一场降雨条件下淤地坝系未建设与建设情景的流域次洪水过程；

步骤5、基于步骤4，提取流域出口断面处径流模拟结果，确定不同建坝情境下的径流侵蚀功率，并利用步骤2所建立的次暴雨水沙响应模型计算对应的输沙模数；

步骤6、基于步骤5得到的输沙模数确定流域淤地坝系的减沙量。

2.如权利要求1所述的一种次洪过程中淤地坝系减沙量的计算方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1、首先选取若干场典型的场次尺度径流及泥沙数据，其中，以样本实测数据详实、完整作为选择前提，以样本包含不同时期及不同量级最大含沙量作为选择依据来选取；

步骤2.2、根据所选取的场次径流数据计算洪峰流量模数Q′_m及径流深H，进一步得出每场洪水的径流侵蚀功率P，具体计算过程如下：

Q′_m＝Q_m/A (1)

其中，Q′_m表示洪峰流量模数，单位为m³/(s·km²)；Q_m表示洪峰流量，单位为m³/s；A表示选定断面的控制面积，单位为km²；

H＝W/A×10^-6 (2)

其中，H表示平均径流深，单位为m；W表示洪水总量，单位为m³；

P＝Q′_mH (3)

其中，P径流侵蚀功率，单位为m⁴/(s·km²)；

步骤2.3、根据选择的场次泥沙数据计算输沙模数M₅，计算公式为：

M_s＝S_总/A (4)

其中，M_s为输沙模数，单位为t/km²，S_总为场次输沙总量，单位为t；

步骤2.4、根据得出的径流侵蚀功率P及输沙模数M_s进行幂函数拟合，建立流域次暴雨水沙响应模型的函数形式如下：

M_s＝aP^b (5)

其中，α为综合反映流域地形、土壤、植被因素对流域产输沙的影响系数，b为反映降雨和地表径流对流域产输沙的影响指数。

3.如权利要求1所述的一种次洪过程中淤地坝系减沙量的计算方法，其特征在于.所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1、根据步骤1获取的数字高程模型DEM的数据定义流域模拟范围、网格及地表高程，根据流域气象及地表入渗数据对气候、地下水净补给进行赋值，利用土地利用类型及糙率数据设置地表径流模块，定义初始条件及边界条件，构建考虑地表径流模块的分布式水文模型MIKE SHE；

步骤3.2、根据步骤1所获得的数字高程模型DEM的数据提取河网、沟道断面，设置淤地坝等挡水建筑物，定义边界文件及水力参数文件，构建水动力模型MIKE 11文件；

步骤3.3、将分布式水文模型MIKE SHE及水动力模型MIKE 11文件耦合链接，并对模型进行率定验证。