[發明專利]生態海堤防災減災效能分析方法、裝置、電子設備及介質

有效

• 申請號: 202211062126.2
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115130935B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉曉建;侯堋;胡曉張;黃春華;朱小偉;劉霞;劉誠;王其松;王斌;郭輝群;王強;陳弈芬;劉琴琴;周晨琦;岳鴻祿
• 申請（專利權）人: 珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08;G06F30/23;G06F30/28;G06F30/13;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 沈祖鋒

1.一種生態海堤防災減災效能分析方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、利用預設的植被、環境友好材料及生態工法對目標海堤進行海堤生態化，得到目標生態海堤；

S2、利用預設的納維-斯托克斯方程及預設的PIMPLE算法對所述目標生態海堤建立三維空間流體動力，其中所述利用預設的納維-斯托克斯方程及預設的PIMPLE算法對所述目標生態海堤建立三維空間流體動力，包括：

S21、獲取所述目標生態海堤的植物群體的拖曳力和慣性力；

S22、根據預設質量和動量守恒定律、所述拖曳力及所述慣性力對三維不可壓縮的納維-斯托克斯方程進行濾波處理，得到控制方程，其中所述控制方程為：

其中，為體積平均速度，體積平均有效粘度，為體積平均動壓力，體積平均密度，為拖曳力，為慣性力，為速度的第個水平分量，為速度的第個豎直分量，為第個分量的重力加速度，為流體流動時間，為在體積水平分量平均速度下的流體體積密度，為體積豎直分量平均速度，其中拖曳力和慣性力是用于考慮本模型中植被引起的動量損失；

S23、利用所述PIMPLE算法對所述控制方程進行求解，得到質量守恒的壓力場和速度場；

S24、利用有限體積法對所述控制方程進行網格區域離散，得到網格單元區域；

S25、對所述網格單元區域設置邊界條件，利用所述邊界條件將所述網格單元區域劃分為造波區和消波區；

S26、根據所述壓力場、所述速度場、所述造波區及所述消波區建立所述三維空間流體動力；

S3、通過所述三維空間流體動力對所述目標生態海堤進行堤身波浪爬高模擬及堤頂越浪模擬，得到越浪量指標；

S4、利用預設的海岸水動力模型計算所述目標生態海堤的波流底部切應力，根據所述波流底部切應力計算推移質泥沙運移量，利用預設的對流擴散方程計算懸移質泥沙輸運量；

S5、利用預設的有限面積法將所述三維空間流體動力映射到二維床面，根據所述懸移質泥沙輸運量和所述推移質泥沙運移量計算所述二維床面變化指標，利用預設的艾克納方程根據所述二維床面變化指標確定所述目標生態海堤的堤前灘涂發育指標；

S6、根據所述越浪量指標和所述堤前灘涂發育指標計算所述目標生態海堤的防災減災效能等級。

2.如權利要求1所述的生態海堤防災減災效能分析方法，其特征在于，所述通過所述三維空間流體動力對所述目標生態海堤進行堤身波浪爬高模擬及堤頂越浪模擬，得到越浪量指標，包括：

利用預設的孔隙介質經驗公式計算所述目標生態海堤的滲流經驗系數：

其中，為所述滲流經驗系數中的線性項系數，為所述滲流經驗系數中的非線性項系數，為海岸床面孔隙率；

通過所述三維空間流體動力根據所述滲流經驗系數對所述目標生態海堤進行堤身波浪爬高模擬，得到波浪爬高值；

通過所述三維空間流體動力對所述目標生態海堤進行堤頂越浪模擬，得到平均越浪量；

利用預設加權算法計算所述波浪爬高值和所述平均越浪量的加權越浪指標，將所述加權越浪指標作為所述越浪量指標。

3.如權利要求1所述的生態海堤防災減災效能分析方法，其特征在于，所述利用預設的海岸水動力模型計算所述目標生態海堤的波流底部切應力，包括：

獲取所述目標生態海堤的泥沙顆粒粗糙高度、泥沙輸移粗糙高度及海岸床面形態粗糙高度；

利用預設的粗糙高度公式根據所述泥沙顆粒粗糙高度、所述泥沙輸移粗糙高度及所述海岸床面形態粗糙高度計算所述目標生態海堤的波流底部粗糙高度：

其中，為所述波流底部粗糙高度，為所述泥沙顆粒粗糙高度，為所述泥沙輸移粗糙高度，為所述海岸床面形態粗糙高度；

根據所述波流底部粗糙高度確定純水流底部切應力和純波浪底部切應力；

利用預設的底部切應力公式根據所述純水流底部切應力和所述純波浪底部切應力計算所述波流底部切應力：

其中，為所述波流底部切應力，為所述純水流底部切應力，為所述純波浪底部切應力。