本發明涉及水利工程，具體涉及一種表征河道灘槽格局的方法。

背景技術：

1、目前常用的表示河道過水斷面形態的參數有過水斷面面積、水面河寬、平均水深和寬深比，在研究河道總體的沖淤情況時基本合理。在大型水利樞紐建設后，下游河道的彎道一般會出現切灘撇彎等“凸沖凹淤”的演變過程(如漢江下游段、下荊江河段)，即彎道凸岸邊灘沖刷下切，逐漸形成新的河道；凹岸深槽處發生淤積，逐漸形成江心灘。

2、傳統的過水斷面形態只能表示整個斷面的平均沖淤情況，是不能夠捕捉灘槽格局演變劇烈的河道演變過程。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供了一種表征河道灘槽格局的方法，以解決傳統的過水斷面形態無法捕捉灘槽格局演變劇烈的河道演變過程的問題。

2、第一方面，本發明提供了一種表征河道灘槽格局的方法，包括如下步驟：

3、步驟一：提取研究河段的過水斷面與平灘水位圍起來的幾何圖形；

4、步驟二：求出該幾何圖形的形心位置；

5、步驟三：由所述形心位置確定形心參數，將所述形心參數無量綱化；

6、步驟四：根據研究河段時間序列的所述過水斷面與對應時間的所述平灘水位包圍而成的幾何圖形，可求出所述形心參數隨時間的變化。

7、在一種可選的實施方式中，在步驟二中，所述形心位置通過形心計算公式求得：

8、

9、其中，x是橫坐標，y是縱坐標，a為過水斷面面積，即形心坐標。

10、在一種可選的實施方式中，在步驟二中，所述形心位置通過繪圖軟件獲得。

11、在一種可選的實施方式中，獲取形心位置具體步驟為：

12、選取由所述過水斷面和所述平灘水位圍起來的幾何圖形，先用面域命令reg，然后再使用massprop命令獲取形心。

13、在一種可選的實施方式中，在步驟三中，由所述形心位置確定形心參數，具體為：

14、所述形心在水面以下的位置為hc；

15、以凹岸與所述平灘水位的交點作為o點，所述形心至o點的橫向距離為bc。

16、在一種可選的實施方式中，在步驟三中，將所述形心參數無量綱化具體為：

17、所述過水斷面平均水深為h＝a/b，其中a為所述過水斷面面積，b為河寬，bc/b和hc/h即為無量綱形心參數。

18、在一種可選的實施方式中，研究河段的過水斷面由測量單位提取。

19、在一種可選的實施方式中，在步驟四中，時間序列為每年或者每月或者特定時間段。

20、本發明提供的一種表征河道灘槽格局的方法，具有如下優點：

21、1.本發明提供的一種表征河道灘槽格局的方法，包括如下步驟：

22、步驟一：提取研究河段的過水斷面與平灘水位圍起來的幾何圖形；

23、步驟二：求出該幾何圖形的形心位置；

24、步驟三：由所述形心位置確定形心參數，將所述形心參數無量綱化；

25、步驟四：根據研究河段時間序列的過水斷面與對應時間的平灘水位包圍而成的幾何圖形，可求出形心參數隨時間的變化。

26、此表征河道灘槽格局的方法，通過引入形心的概念，通過提取研究河段的過水斷面與平灘水位圍起來的幾何圖形，進而根據所提取的幾何圖形求出該幾何圖形的形心位置，而后由所述形心位置確定形心參數，將所述形心參數無量綱化。而后根據時間序列的研究河段的過水斷面與對應時間的平灘水位包圍而成的幾何圖形，可求出形心參數隨時間的變化，進而通過斷面形心參數隨時間的變化，可較好地表征灘槽格局調整劇烈的河道斷面的演變過程。

27、2.本發明提供的一種表征河道灘槽格局的方法，能夠捕捉大型水利樞紐建設后下游河道彎道段灘槽演變劇烈的演變過程，而傳統的斷面形態參數只能捕捉斷面整體的沖淤過程，不能反映灘槽格局。且本發明中求斷面形心步驟簡單，且不僅適用于彎道段，可適用于任何河道斷面，對航道、護岸、取水等工程具有較高的參考價值和實踐意義。

技術特征：

1.一種表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟二中，所述形心位置通過形心計算公式求得：

3.根據權利要求1所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟二中，所述形心位置通過繪圖軟件獲得。

4.根據權利要求3所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，獲取形心位置具體步驟為：

5.根據權利要求1所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟三中，由所述形心位置確定形心參數，具體為：

6.根據權利要求5所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟三中，將所述形心參數無量綱化具體為：

7.根據權利要求1-6中任一項的所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟一中，研究河段的過水斷面由測量單位提取。

8.根據權利要求1-7中任一項的所述的表征河道灘槽格局的方法，其特征在于，在步驟四中，時間序列為每年或者每月或者特定時間段。

技術總結
本發明涉及水利工程技術領域，具體涉及一種表征河道灘槽格局的方法，包括如下步驟：步驟一：提取研究河段的過水斷面與平灘水位圍起來的幾何圖形；步驟二：求出該幾何圖形的形心位置；步驟三：由所述形心位置確定形心參數，將所述形心參數無量綱化；步驟四：根據研究河段時間序列的過水斷面與對應時間的平灘水位包圍而成的幾何圖形，可求出斷面形心參數隨時間的變化。通過引入形心的概念，并通過上述步驟求出斷面形心參數隨時間的變化，進而通過斷面形心參數隨時間的變化，可較好地表征灘槽格局調整劇烈的河道斷面的演變過程。

技術研發人員：田浩永,姚晨晨,任在民,鐘娜,徐達,王超,陳婷,崔元
受保護的技術使用者：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28