一种封闭式人工沙滩前的潜堤高程确定方法与流程

文档序号:21933465发布日期:2020-08-21 15:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种封闭式人工沙滩前的潜堤高程确定方法,其特征是,包括以下步骤:

第一步、将针对的封闭式人工沙滩作为目标沙滩;采用目标沙滩附近海域或目标沙滩所处海域的历史水文测验资料,该历史水文测验资料中含有至少连续12个月的历史潮位数据;

第二步、根据历史水文测验资料中按天记录的高潮位数据,先按1月份至12月份统计各月份的高潮位历史最低值,再将这些高潮位历史最低值分别作为潜堤高程上限的第一候选值;根据历史水文测验资料中按天记录的高潮位数据,按实际月份统计各月份的高潮位最低值,以这些高潮位最低值计算高潮位最低值的平均值,并将该高潮位最低值的平均值作为潜堤高程上限的第二候选值;

第三步、根据历史水文测验资料中记录的目标沙滩前沿处水体含沙量数据,先按其中的水体含沙量垂线分布数据计算垂线平均含沙量,再按其中的表层含沙量变化与潮位关系数据、nh层含沙量变化与潮位关系数据进行统计分析,其中0<n<1,并得出水体含沙量高于垂线平均含沙量的潮位范围,之后根据该潮位范围计算潮位平均值,并将该潮位平均值作为潜堤高程下限;

从各第一候选值、第二候选值中大于潜堤高程下限的数值中,选择一个数值作为潜堤高程上限;

第四步、根据历史水文测验资料中记录的常浪向波高数据,计算在平均高潮位条件下,潜堤处于不同高程时目标沙滩内的常浪向波高变化关系,然后以波高不小于0.57m为筛选标准,将在平均高潮位条件下能满足该筛选标准的潜堤高程极大值作为潜堤高程的优选值;

第五步、最终确定的潜堤高程参数由潜堤高程下限、潜堤高程上限、以及潜堤高程的优选值共同构成。

2.根据权利要求1所述的潜堤高程确定方法,其特征是,第二步中,所述历史水文测验资料还包括实测潮位资料时间累积曲线图,根据由该曲线图得出的曲线拟合方程,计算在不同潮位值下实际潮位高于该潮位值的累积时间,将累积时间处于预设范围内的潮位值分别作为潜堤高程上限的第三候选值;

第三步中,在得出潜堤高程下限后,从各第一候选值、第二候选值、第三候选值中大于潜堤高程下限的数值中,选择一个数值作为潜堤高程上限。

3.根据权利要求1所述的潜堤高程确定方法,其特征是,第三步中,所述目标沙滩前沿处水体含沙量分布数据包括在不同潮位条件下的水体含沙量垂线分布数据、表层含沙量变化与潮位关系数据、nh层含沙量变化与潮位关系数据;先选取与平均高潮位的数值接近的一个潮位,再按该潮位下的水体含沙量垂线分布数据、表层含沙量变化与潮位关系数据、nh层含沙量变化与潮位关系数据进行相应的计算,并最终得出潜堤高程下限。

4.根据权利要求3所述的潜堤高程确定方法,其特征是,第三步中,计算潮位平均值时,采用潮位范围的两端点值进行计算;n=0.2、0.4、0.6或0.8。

5.根据权利要求1所述的潜堤高程确定方法,其特征是,第四步中,根据历史水文测验资料中按天记录的高潮位数据,所述平均高潮位为所有高潮位的平均值;

在平均高潮位条件下潜堤处于不同高程时目标沙滩内的常浪向波高的计算过程为:

首先,根据历史水文测验资料中记录的常浪向波高数据,计算未设潜堤时目标沙滩内的常浪向波高,并以此作为入射波高,用于后续计算;

其次,采用杨正己公式计算潜堤处于不同高程时的透射系数,所述杨正己公式为:

当r/h≤0时,透射系数为:

当r/h>0时,透射系数为:

式中:范围内;

b为潜堤顶宽;h为入射波高;h为水深;l为波长;r为静水到堤顶的高度,堤顶在水面以上取正,水面以下取负值;

最后,将入射波高按潜堤处于不同高程时的透射系数分别进行折算,即得在平均高潮位条件下潜堤处于不同高程时目标沙滩内的常浪向波高。

6.根据权利要求5所述的潜堤高程确定方法,其特征是,第四步中,以潜堤高程的优选值±0.02m作为潜堤高程优选值范围。

7.根据权利要求1所述的潜堤高程确定方法,其特征是,所述方法还包括:

流速影响验证步、所述历史水文测验资料中还包括流速随潮位变化关系的数据,该数据包括随潮位变化的垂线平均流速、表层流速、nh层流速;根据该数据,计算并绘制在目标沙滩内、当潜堤处于不同高程时以垂线平均流速作沙滩流速过程图,再根据此图及其数据判断潜堤高程对于垂线平均流速的影响程度;若影响程度为显著,则将潜堤高程对于垂线平均流速的影响纳入潜堤建设时的额外参考依据,若影响程度为不显著,则忽略潜堤高程对于垂线平均流速的影响。

8.根据权利要求7所述的潜堤高程确定方法,其特征是,流速影响验证步中,采用潮流数模计算方法计算并绘制在目标沙滩内、当潜堤处于不同高程时以垂线平均流速作沙滩流速过程图。

9.根据权利要求1所述的潜堤高程确定方法,其特征是,所述方法还包括:

泥沙淤积影响验证步、所述历史水文测验资料中还包括潮位过程数据;假设随涨潮水体越过潜堤进入目标沙滩内的泥沙全部沉积;先根据潮位过程数据计算当潜堤处于不同高程时每年进入目标沙滩内的水量,再根据目标沙滩前沿处水体含沙量数据计算该水量中含有的泥沙量,即年淤积量,并据此计算年平均淤积厚度;判断潜堤高程对于目标沙滩内年平均淤积厚度的影响程度;若影响程度为显著,则将潜堤高程对于目标沙滩内年平均淤积厚度的影响纳入潜堤建设时的额外参考依据,若影响程度为不显著,则忽略潜堤高程对于目标沙滩内年平均淤积厚度的影响。

10.根据权利要求9所述的潜堤高程确定方法,其特征是,泥沙淤积影响验证步中,淤积物干容重γo=1750d500.183,式中d50为目标沙滩泥沙的平均中值粒径。


技术总结
本发明涉及一种沙滩潜堤高程的确定方法,包括:第一步、将针对的封闭式人工沙滩作为目标沙滩,采用其历史水文测验资料;第二步、根据高潮位最低值数据得出潜堤高程上限的候选值;第三步、根据含沙量数据得出潜堤高程下限;并从大于潜堤高程下限的候选值中选出潜堤高程上限;第四步、根据常浪向波高数据,得出潜堤高程的优选值;第五步、最终确定的潜堤高程参数由潜堤高程下限、潜堤高程上限、以及潜堤高程的优选值共同构成。本发明仅需要从历史水文测验资料中获取相应数据,即能最终得出合理的目标沙滩潜堤高程参数,简便易行,利于指导潜堤建设。

技术研发人员:张磊
受保护的技术使用者:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日:2020.04.09
技术公布日:2020.08.21
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