| 主权项 |
1.一种基于流量影响线的中小桥山洪预警方法，包括下述步骤：第一步：选择一次大洪水在桥墩上留下的水痕，测量所述水痕高程H<sup>b</sup>，实测或使用满宁公式(1)确定在水痕高程H<sup>b</sup>下桥址断面的流量Q<sub>s</sub>；<img file="FDA0000094465380000011.GIF" wi="323" he="120" /><img file="FDA0000094465380000012.GIF" wi="325" he="120" /><img file="FDA0000094465380000013.GIF" wi="328" he="126" />Q<sub>s</sub>＝V<sub>z</sub>ω<sub>z</sub>+V<sub>h</sub>ω<sub>h</sub>+V<sub>y</sub>ω<sub>y</sub> (1)式(1)中，各参数都是根据高程H<sup>b</sup>确定的桥址断面参数；Q<sub>s</sub>为断面流量；V<sub>z</sub>、V<sub>h</sub>、V<sub>y</sub>分别为左滩流速、主槽流速、右滩流速；<img file="FDA0000094465380000014.GIF" wi="368" he="126" />分别为左滩糙率系数、主槽糙率系数、右滩糙率系数；ω<sub>z</sub>、ω<sub>h</sub>、ω<sub>y</sub>分别为左滩过水断面面积、主槽过水断面面积、右滩过水断面面积；r<sub>z</sub>、r<sub>h</sub>、r<sub>y</sub>分别为左滩水力半径、主槽水力半径、右滩水力半径；<img file="FDA0000094465380000015.GIF" wi="195" he="111" /><img file="FDA0000094465380000016.GIF" wi="196" he="112" /><img file="FDA0000094465380000017.GIF" wi="195" he="124" />X<sub>z</sub>、X<sub>h</sub>、X<sub>y</sub>分别为左滩湿周、主槽湿周、右滩湿周；I为桥前水面坡度；与所述水痕高程H<sup>b</sup>对应的大洪水称为标定洪水，引起标定洪水的暴雨称为标定大雨；所述标定大雨为大暴雨或特大暴雨；在中小桥流域范围内和产生洪峰的时段范围内，大暴雨或特大暴雨的雨强几乎是均匀的； 第二步：确定桥址断面的涨水历时T<sub>1</sub>及退水历时T<sub>2</sub>，其中：<img file="FDA0000094465380000021.GIF" wi="1159" he="124" />T<sub>2</sub>＝2T<sub>1</sub> (3)式(2)、式(3)中，L<sub>h</sub>为流域中心到桥址的距离；V<sub>L</sub>为河道的实测平均流速，实测困难时可取桥址断面平滩水位条件下的流速<img file="FDA0000094465380000022.GIF" wi="57" he="58" />代替；T<sub>1</sub>及T<sub>2</sub>取至小数点后1位数；第三步：确定标定雨量系列在所述标定大雨的雨量观测数据中，找到主雨峰最大雨量对应的时刻t<sub>T</sub>，选择时刻t<sub>T</sub>-T<sub>1</sub>至t<sub>T</sub>+T<sub>2</sub>时间段的雨量为标定雨量系列；标定雨量系列时间间隔Δ的取值原则是：中桥取1(h)或0.5(h)；小桥取1/6(h)；组成标定雨量系列：(t<sub>1</sub>，R<sub>1</sub>)；(t<sub>2</sub>，R<sub>2</sub>)；…；(t<sub>i</sub>，R<sub>i</sub>)；…；(t<sub>n</sub>，R<sub>n</sub>) (4)式(4)中，R<sub>i</sub>为时刻t<sub>i-1</sub>到时刻t<sub>i</sub>的降雨量(mm)，t<sub>i-1</sub>＝t<sub>i</sub>-Δ；t<sub>n</sub>＝t<sub>T</sub>+T<sub>2</sub>；标定雨量系列(4)中R<sub>n</sub>应大于0，即结束段内不包含连续的零雨量值；标定雨量系列(4)中R<sub>1</sub>应大于0，即起始段内不包含连续的零雨量值；令步长<img file="FDA0000094465380000023.GIF" wi="1250" he="109" />取t<sub>0</sub>＝t<sub>n</sub>-T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>，则可以形成以下M<sub>R</sub>行的标定计算系列；标定计算系列第0行：(t<sub>0</sub>，R<sub>n</sub>)；(t<sub>0</sub>+1×Δ，R<sub>n-1</sub>)；(t<sub>0</sub>+2×Δ，R<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>0</sub>+i×Δ，R<sub>n-i</sub>)；…标定计算系列第1行：(t<sub>0</sub>+1×d，R<sub>n</sub>)；(t<sub>0</sub>+1×Δ+1×d，R<sub>n-1</sub>)；(t<sub>0</sub>+2×Δ+1×d，R<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>0</sub>+i×Δ+1×d，R<sub>n-i</sub>)；…标定计算系列第2行：(t<sub>0</sub>+2×d，R<sub>n</sub>)；(t<sub>0</sub>+1×Δ+2×d，R<sub>n-1</sub>)；(t<sub>0</sub>+2×Δ+2×d，R<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>0</sub>+i×Δ+2×d，R<sub>n-i</sub>)；…标定计算系列第k行：(t<sub>0</sub>+k×d，R<sub>n</sub>)；(t<sub>0</sub>+1×Δ+k×d，R<sub>n-1</sub>)；(t<sub>0</sub>+2×Δ+k×d，R<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>0</sub>+i×Δ+k×d，R<sub>n-i</sub>)；………当t<sub>0</sub>+k×d≥t<sub>0</sub>+T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>时，此行为本标定计算系列的第M<sub>R</sub>行(最后一行)：M<sub>R</sub>＝k (6)第四步：确定流量影响线最大值C<sub>max</sub>假设流量影响线最大值为C<sub>max</sub>；根据式(7)计算上述M<sub>R</sub>行标定计算系列产生的M<sub>R</sub>个流量值，其中第k行标 定计算系列产生流量<img file="FDA0000094465380000041.GIF" wi="55" he="59" /><img file="FDA0000094465380000042.GIF" wi="1183" he="115" />式(7)中，<img file="FDA0000094465380000043.GIF" wi="61" he="62" />为第k行标定计算系列中的第i个标定流量值，根据时间变量t＝(t<sub>0</sub>+i×Δ+k×d)的位置分别按式(8)、(9)、(10)计算；当t<sub>n</sub>＜t≤t<sub>n</sub>+T<sub>1</sub>时<img file="FDA0000094465380000044.GIF" wi="1163" he="124" />当t<sub>n</sub>+T<sub>1</sub>＜t≤t<sub>n</sub>+T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>时<img file="FDA0000094465380000045.GIF" wi="1163" he="124" />当t＜t<sub>n</sub>或t＞t<sub>n</sub>+T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>时<img file="FDA0000094465380000046.GIF" wi="1175" he="64" />在得到的M<sub>R</sub>个流量值中，找出其中的最大值<img file="FDA0000094465380000047.GIF" wi="116" he="59" />将<img file="FDA0000094465380000048.GIF" wi="87" he="59" />与第一步所得水痕高程H<sup>b</sup>下桥址断面的流量Q<sub>s</sub>相比，当满足条件<img file="FDA0000094465380000049.GIF" wi="1209" he="131" />时，则认定C<sub>max</sub>为该桥梁流量影响线最大值；否则，回到第四步，重新假设C<sub>max</sub>，直到满足式(11)为止；根据得到的C<sub>max</sub>，按式(12)确定流量影响线； <img file="1.GIF" wi="1422" he="436" />第五步：根据接收的实时雨量生成实时流量系列并预警按标定雨量系列的时间间隔Δ，划分接收到的实时雨量，组成基本雨量系列：(t<sub>n</sub>，P<sub>n</sub>)；(t<sub>n</sub>+1×Δ，P<sub>n-1</sub>)；(t<sub>n</sub>+2×Δ，P<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>n</sub>+j×Δ，P<sub>n-j</sub>)P<sub>n</sub>为适时接收雨量中的最新雨量值；t<sub>n</sub>为最新雨量值的接收时刻；当J×Δ≥T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>时，结束生成基本雨量系列；应略去基本雨量系列最后连续的零雨量段；取式(5)的d，确定以下M<sub>p</sub>行的实时雨量系列为：实时雨量系列第1行：(t<sub>n</sub>+1×d，P<sub>n</sub>)；(t<sub>n</sub>+1×Δ+1×d，P<sub>n-1</sub>)；(t<sub>n</sub>+2×Δ+1×d，P<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>n</sub>+j×Δ+1×d，P<sub>n-j</sub>)实时雨量系列第2行：(t<sub>n</sub>+2×d，P<sub>n</sub>)；(t<sub>n</sub>+1×Δ+2×d，P<sub>n</sub>-1)；(t<sub>n</sub>+2×Δ+2×d，P<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>n</sub>+j×Δ+2×d，P<sub>n-j</sub>)实时雨量系列第k行：(t<sub>n</sub>+k×d，P<sub>n</sub>)；(t<sub>n</sub>+1×Δ+k×d，P<sub>n-1</sub>)；(t<sub>n</sub>+2×Δ+k×d，P<sub>n-2</sub>)；…；(t<sub>n</sub>+j×Δ+k×d，P<sub>n-j</sub>)当k×d≥T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>时，得M<sub>p</sub>＝k，结束生成实时雨量系列行；按式(13)计算这M<sub>p</sub>行实时雨量系列产生的M<sub>p</sub>个流量值，其中第k行实时 雨量系列产生流量<img file="FDA0000094465380000061.GIF" wi="61" he="52" /><img file="FDA0000094465380000062.GIF" wi="1292" he="121" />式(13)中，P<sub>j</sub>为时刻t<sub>j-1</sub>到时刻t<sub>j</sub>的降雨量(mm)，t<sub>j-1</sub>＝t<sub>j</sub>-Δ；t<sub>j</sub>＝(t<sub>n</sub>+j×Δ+k×d)；按式(12)计算流量影响线在时刻t<sub>j</sub>的值C(t<sub>j</sub>)；以流量<img file="FDA0000094465380000063.GIF" wi="70" he="86" />为检定流量，对桥梁作水文检算；若检算结果超过规范值，则发出警报，水害发生的时刻为t<sub>w</sub>t<sub>w</sub>＝t<sub>n</sub>+k×d (14)若检算结果没有超过规范值，则继续计算M<sub>p</sub>行中的余下行实时雨量系列；待M<sub>p</sub>行中所有的实时雨量系列检算完毕后，继续接收新雨量，重复第五步。 |
