[发明专利]一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法及系统有效

专利信息
申请号: 201811391256.4 申请日: 2018-11-21
公开(公告)号: CN111291459B 公开(公告)日: 2022-02-08
发明(设计)人: 陈鑫;汤远;王福军;胡昕宇 申请(专利权)人: 中国农业大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G06F17/11
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王莹;吴欢燕
地址: 100193 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 泵站 泥沙 通量 确定 方法 系统
【说明书】:

发明实施例提供了一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法,其中方法包括:获取谢尔兹数、泥沙沉降速度和泥沙在输沙层内的沉降时间与流动周期的比值,并获取泥沙对流速的相位漂移和泥沙的相位残留;以外边界层流动速度为边界条件,根据泥沙粒径、流动周期、谢尔兹数、泥沙沉降速度、泥沙对流速的相位漂移和泥沙的相位残留,获取含沙动床面受水流侵蚀的深度、往复流边界层厚度和边界层流速超前函数,进而确定泥沙通量。通过所确定的相关相位差、动床面和边界层厚度参数进行设计计算,可以反应瞬时泥沙通量在往复流动过程中相对于水动力条件所需要的时间响应,体现动床面的变化以及动床面效应,避免对半周期平均泥沙通量的低估。

技术领域

本发明实施例涉及水利工程技术领域,更具体地,涉及一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法及系统。

背景技术

泥沙通量是泥沙浓度和速度的乘积,表示单位时间通过单位断面的泥沙量,在泵站引渠及前池含沙动床面的往复流动中,泥沙通量是动态变化的。

工程中广泛使用的泥沙通量都是基于恒定流动的理论推导出来的,不考虑动床面的变化,不包含边界层的非对称性及相位差作用。这导致其缺点是:不能体现动床面的变化以及动床面效应,不能反应泥沙通量相对于水动力条件所需要的时间响应,无法体现边界层的非对称性和大相位差导致的负向净流速和净通量,还会造成对半周期平均泥沙通量的低估。

如何确定包含床面的变化、含边界层的非对称性和相位差的瞬时泥沙通量,是确定往复流动条件下含沙动床面净输沙量的重要基础,也是判断泵站入泵泥沙和水泵磨蚀情况的依据。但到目前为止,如何给出泵站引渠及前池往复流动条件下含沙动床面的泥沙通量,尚未有任何可供借鉴的成果和方法,因此,本发明继续提供一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法及系统。

第一方面本发明实施例提供了一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法,包括:

获取泵站引渠及前池水体的外边界层流动速度、泥沙与水的密度比值、泥沙粒径以及流动周期;

根据所述外边界层流动速度、所述泥沙与水的密度比值、所述泥沙粒径以及所述流动周期,获取谢尔兹数、泥沙沉降速度和所述泥沙在输沙层内的沉降时间与流动周期的比值,并获取泥沙对流速的相位漂移和泥沙的相位残留;

以所述外边界层流动速度为边界条件,根据所述泥沙粒径、所述流动周期、所述谢尔兹数、所述泥沙沉降速度、所述泥沙对流速的相位漂移和所述泥沙的相位残留,获取含沙动床面受水流侵蚀的深度、往复流边界层厚度和边界层流速超前函数,进而确定泥沙通量。

另一方面本发明实施例提供了一种泵站引渠及前池泥沙通量的确定系统,包括:

第一模块,用于获取泵站引渠及前池水体的外边界层流动速度、泥沙与水的密度比值、泥沙粒径以及流动周期;

第二模块,用于根据所述外边界层流动速度、所述泥沙与水的密度比值、所述泥沙粒径以及所述流动周期,获取谢尔兹数、泥沙沉降速度和所述泥沙在输沙层内的沉降时间与流动周期的比值,并获取泥沙对流速的相位漂移和泥沙的相位残留;

第三模块,用于以所述外边界层流动速度为边界条件,根据所述泥沙粒径、所述流动周期、所述谢尔兹数、所述泥沙沉降速度、所述泥沙对流速的相位漂移和所述泥沙的相位残留,获取含沙动床面受水流侵蚀的深度、往复流边界层厚度和边界层流速超前函数,进而确定泥沙通量。

第三方面本发明实施例提供了包括处理器、通信接口、存储器和总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过总线完成相互间的通信,处理器可以调用存储器中的逻辑指令,以执行第一方面提供的泵站引渠及前池泥沙通量的确定方法。

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