[发明专利]一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法和装置，该方法包括：获取泵站引渠及前池水体的外边界层流速、流动周期、泥沙粒径、泥沙与水密度的比值和水的运动粘性系数；获取谢尔兹数和往复流含沙动床面的摩擦因子；基于上述所有参数，并进行动床面的边界层非对称性分析，获取侵蚀深度和边界层厚度，以获取往复流动条件下体积计的瞬时单宽输沙率。本发明实施例通过所确定的相关动床面边界层厚度以及相位差参数进行设计计算，体现输沙率在流动速度减少后的相位残留以及相对流速的相位漂移、给定瞬时输沙率与流速次数的关系、判断非对称流动中大相位差作用产生的负向净输沙。

技术领域

本发明实施例涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法和装置。

背景技术

在泵站引渠及前池含沙动床面的往复流动中，单宽输沙率是动态变化的。工程中广泛使用的瞬时单宽输沙率是基于恒定流动理论推导出来的，未能体现往复流边界层的非对称发展及相位差作用。

这导致其缺点是：无法体现输沙率相对流速的相位漂移和相位残留，无法给出瞬时输沙率与流速次数的关系，不适合非对称流动中大相位差作用产生的负向净输沙情形。

确定受边界层的非对称发展及相位差作用的输沙率，是判断往复流动条件下含沙动床面净输沙率的重要基础，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，如何给出往复流动条件下的泵站引渠及前池含沙动床面的瞬时单宽输沙率，尚未有任何可供借鉴的成果和方法。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法，包括：

获取泵站引渠及前池水体的外边界层流速、流动周期、泥沙粒径、泥沙与水密度的比值、重力加速度和水的运动粘性系数；

根据泵站引渠及前池水体的所述外边界层流速、所述流动周期、所述泥沙粒径、所述泥沙与水密度的比值和所述重力加速度，获取谢尔兹数和往复流含沙动床面的摩擦因子；

基于上述所有参数，并进行动床面的边界层非对称性分析，获取侵蚀深度和边界层厚度，以获取往复流动条件下体积计的瞬时单宽输沙率。

第二方面，本发明实施例提供一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定装置，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速、流动周期、泥沙粒径、泥沙与水密度的比值、重力加速度和水的运动粘性系数；

第二模块，用于根据泵站引渠及前池水体的所述外边界层流速、所述流动周期、所述泥沙粒径、所述泥沙与水密度的比值和所述重力加速度，获取谢尔兹数和往复流含沙动床面的摩擦因子；

第三模块，用于基于上述所有参数，并进行动床面的边界层非对称性分析，获取侵蚀深度和边界层厚度，以获取往复流动条件下体积计的瞬时单宽输沙率。

本发明实施例提供的一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法和装置，通过所确定的相关动床面边界层厚度以及相位差参数进行设计计算，可以反应单宽输沙率在非恒定流动中相对于水动力条件所需要的时间响应，体现输沙率在流动速度减少后的相位残留以及相对流速的相位漂移、给定瞬时输沙率与流速次数的关系、判断非对称流动中大相位差作用产生的负向净输沙。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种泵站引渠及前池单宽输沙率的确定方法的流程图；