[發(fā)明專利]彎曲河道中滑坡涌浪衰減后的浪高計算方法、裝置及其存儲介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113221335B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 張炫;董夢龍
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 孫永生

本發(fā)明公開了一種彎曲河道中滑坡涌浪衰減后的浪高計算方法、裝置及其存儲介質(zhì)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中難以準確計算彎曲河道中涌浪浪高的技術(shù)問題。所述方法包括：基于預設的涌浪傳播條件，獲得滑坡涌浪在彎曲河道中的擴散角和涌浪能量擴散方程；根據(jù)擴散角和涌浪能量擴散方程計算涌浪進入彎曲河道后的折減系數(shù)；根據(jù)折減系數(shù)計算涌浪進入彎曲河道后的浪高；所述裝置包括涌浪分析模塊、涌浪衰減計算模塊、浪高計算模塊。本發(fā)明能夠推理出彎曲河道中下游浪高的衰減規(guī)律，進而準確計算彎曲河道內(nèi)沿程的浪高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彎曲河道中滑坡涌浪衰減后的浪高計算方法、裝置及其存儲介質(zhì)，屬于地質(zhì)工程、巖土工程及水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來我國經(jīng)濟建設飛速發(fā)展，隨著對能源需求、交通及水利水電工程發(fā)展需求的增加，一大批重要基礎(chǔ)設施需要建設完善，尤其是水利水電工程，與其相對應的水電站水庫庫區(qū)的岸坡安全穩(wěn)定性問題也日益突出。尤其在山區(qū)水庫庫區(qū)發(fā)生滑坡時，產(chǎn)生的涌浪將威脅到庫岸沿線設施甚至是大壩的安全，因此對滑坡涌浪的分析預測是十分必要的。

目前針對滑坡引起的涌浪都是考慮平直岸段下傳播的影響進行計算，但是在多數(shù)山區(qū)河谷內(nèi)岸坡多呈彎曲狀，現(xiàn)有的計算方法無法較為準確的計算出彎曲河道中涌浪浪高的傳播衰減，因而無法實現(xiàn)準確的滑坡涌浪的分析。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中難以準確計算彎曲河道中涌浪浪高的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種彎曲河道中滑坡涌浪衰減后的浪高計算方法、裝置及其存儲介質(zhì)，通過波的能量擴散原理推理得到彎曲河道中下游浪高的衰減規(guī)律，進而準確計算彎曲河道內(nèi)沿程的浪高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段：

第一方面，本發(fā)明提出了一種彎曲河道中滑坡涌浪衰減后的浪高計算方法，包括如下步驟：

基于預設的涌浪傳播條件，獲得滑坡涌浪在彎曲河道中的擴散角和涌浪能量擴散方程；

根據(jù)擴散角和涌浪能量擴散方程計算涌浪進入彎曲河道后的折減系數(shù)；

根據(jù)折減系數(shù)計算涌浪進入彎曲河道后的浪高。

結(jié)合第一方面，進一步的，所述預設的涌浪傳播條件為：

設水庫蓄水時庫內(nèi)水的流速為0，水庫發(fā)生滑坡涌浪時，涌浪均勻地向上下游和對岸擴散傳播。

結(jié)合第一方面，進一步的，獲得滑坡涌浪在彎曲河道中的擴散角和涌浪能量擴散方程的具體操作如下：

以主涌浪傳播到彎曲河道的河口處的走向為軸線，分別測量主涌浪的傳播方向與下游河流流向的夾角α、與上游河流流向的夾角β，獲得滑坡涌浪在彎曲河道中的擴散角α和β；

基于能量守恒定律，獲得涌浪能量擴散方程：

E_總＝E+E' (1)

其中，E_總表示主涌浪的能量，E表示涌浪進入彎曲河道后向下游傳播的能量，E'表示涌浪進入彎曲河道后向上游和對岸傳播的能量，E/E'＝α/β。

結(jié)合第一方面，進一步的，根據(jù)涌浪能量擴散方程計算涌浪進入彎曲河道后的折減系數(shù)的具體操作如下：

將E和E'進一步劃分為動能和勢能，根據(jù)涌浪能量擴散方程、動能和勢能的計算公式，獲得涌浪進入彎曲河道后的浪高與擴散角的關(guān)系：

其中，h表示涌浪進入彎曲河道后涌向下游的波浪的浪高，h'表示涌浪進入彎曲河道后涌向上游和對岸的波浪的浪高；

根據(jù)浪高與擴散角的關(guān)系，計算涌浪進入彎曲河道后的折減系數(shù)：