[發(fā)明專利]一種海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710434545.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN107145688B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓西軍;梁桁;王汝凱;楊華;徐潤剛;解鳴曉;黃玉新;韓志遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司;交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 廣州市智遠(yuǎn)創(chuàng)達(dá)專利代理有限公司 44619
• 代理人: 李麗麗

1.一種海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，實(shí)施步驟如下：

步驟1)收集工程所在海域海洋潮汐預(yù)報(bào)與實(shí)測潮汐、風(fēng)況、波浪、徑流、含沙量資料；

步驟2)在基槽基床上安放回淤盒觀測的泥沙淤積速率；

步驟3)應(yīng)用波浪數(shù)學(xué)模型計(jì)算擬預(yù)報(bào)區(qū)域的波高、波周期、波浪底流速特征參數(shù)，應(yīng)用三維潮流數(shù)學(xué)模型計(jì)算潮汐及徑流在工程區(qū)域引起的底流速參數(shù)；

步驟4)建立等效潮差計(jì)算式并計(jì)算獲得等效潮差R_e；

其中，R_e為等效潮差，R_t天然潮汐潮差，V_b為潮汐作用下的近底流速，V_db為徑流引起的底部流速，V_wb為波浪底部質(zhì)點(diǎn)平均流速；

步驟5)建立含沙量的計(jì)算式：

其中：T為半潮周期；ρ_s為泥沙密度；R_e為等效潮差；h為平均水深；g為重力加速度；T半潮周期、ρ_s泥沙密度、h平均水深，根據(jù)預(yù)報(bào)區(qū)域的現(xiàn)場實(shí)測采集獲得；k、β分別為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)推求；

步驟6)建立基槽回淤厚度的計(jì)算式：D_ep＝λR_e^θ；

其中，D_ep為基槽淤積厚度；λ、θ分別為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)推求；

步驟7)根據(jù)含沙量和基槽回淤厚度的計(jì)算式，預(yù)報(bào)擬預(yù)報(bào)區(qū)域的含沙量S和基槽淤積厚度D_ep。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟8)設(shè)定含沙量和基槽淤積厚度的預(yù)警值以及預(yù)報(bào)時(shí)間，若當(dāng)實(shí)測的含沙量或基槽淤積厚度等于或大于所述預(yù)警值時(shí)，則進(jìn)行反饋預(yù)警。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：步驟8)包括以下步驟：

步驟81)前期預(yù)報(bào)：根據(jù)步驟1～7中數(shù)據(jù)計(jì)算未來10～15天窗口期每天泥沙淤積厚度和累計(jì)淤積厚度，作為碎石基床鋪設(shè)決策的依據(jù)；

步驟82)中期跟蹤預(yù)警：基于沉管施工窗口期徑流、波浪、含沙量、回淤盒實(shí)測資料，與預(yù)報(bào)值進(jìn)行比較并進(jìn)行預(yù)警；

步驟83)臨近預(yù)報(bào)：在沉管安放施工前2天，根據(jù)最新氣象、徑流實(shí)測資料，實(shí)時(shí)修正步驟4中公式參數(shù)，給出最終預(yù)報(bào)，作為沉管出塢浮運(yùn)及安裝決策的依據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟9)若當(dāng)實(shí)測的含沙量或基槽淤積厚度等于或大于所述預(yù)警值時(shí)，則啟動(dòng)減淤減沙措施。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：所述經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：λ值的取值范圍在0.0011-0.0020之間，θ值的取值范圍在1.95-2.02之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：所述經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：k＝0.0145、β＝2.0。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：在步驟6)中，通過若干個(gè)下沉的淤積盒分時(shí)采集獲得不同位置和不同時(shí)間的淤積厚度，通過實(shí)測的淤積厚度推求等效潮差與淤積厚度的關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：在步驟3)中進(jìn)一步包括步驟31)，建立波浪數(shù)學(xué)模型，根據(jù)步驟1)所測的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，計(jì)算出擬預(yù)報(bào)區(qū)域的波浪特征參數(shù)：波高、波周期。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于：在步驟3)中進(jìn)一步包括步驟33)，建立三維潮流數(shù)學(xué)模型，根據(jù)步驟1)所測的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，計(jì)算出擬預(yù)報(bào)區(qū)域的潮流底流速特征參數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種海上大型沉管基床回淤多因素復(fù)合型預(yù)警預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述三維潮流數(shù)學(xué)模型在基槽內(nèi)垂向網(wǎng)格分辨率不得小于30層。