[发明专利]汇流口水流条件分类方法

说明书

本发明涉及一种汇流口水流条件分类方法，包括：获取单宽泄洪功率参数α_i，将α_i的值从0到1分成α1、α2、α3、、、αn个区间，获取汇流口水流复杂程度参数F_i，将F_i的值从0到1分成F1、F2、F3、、、Fm个区间，按照αnFm划分区间对跌水汇流口进行类别划分。本申请提供的上述方案，将多个参数指标结合在一起作为评价汇流口的分类依据，建立了基于单宽泄洪功率和汇流口水流复杂度的汇流口分类方法，为分类评估跌水/跌井的消能防冲及流态调控整治难度、体型设计参照提供了依据，客观性强，同时可以大大减小对跌水汇流口逐个进行模型试验或数值模拟的工作量。

技术领域

本发明涉及航道规划设计技术领域，特别是涉及一种汇流口水流条件分类方法。

背景技术

支渠汇流是航道建设中常见的现象，尤其是较长的航道，不可避免地会穿插经过多个流域、子流域，进而形成数十个甚至上百个汇流口。众多汇流口虽然可以为航道补充必要的水量，维持航道具有足够的通航水深条件，但由于水文、地形条件各异，不同汇流口的水流汇入条件各异，易对局部航道水流条件产生不利影响，例如汇流口区产生大范围的回流，引起航道区域横向流速过大影响船舶安全运行等等，为此，在进行航道规划设计时需对汇流口的水流条件进行评估。

目前，对汇流口的水流条件进行评估的方法主要分为两种：(1)对全部汇流口进行试验或计算评估；(2)根据经验筛选典型，实践中通常选某一指标较大的汇流口进行咨询评估，如汇流流量较大的汇流口、支流汇流角度与主渠轴线夹角较大的汇流口、汇流比较大的汇流口等某一指标较大的汇流口进行咨询评估，若水流条件可以，则认为其它指标更优的汇流口亦可满足条件。

然而，目前的评估方法主要有以下不足，方法一的评估结果可靠，但面对数十个甚至上百个跌水汇流口逐个进行试验研究或数值模拟，需要耗费大量的人力物力，评估费用大，评估周期长。方法二存在以下缺陷，(1)客观性差：由于流场的评估涉及多个指标，基于单一指标选取典型汇流口，主观性较强，宜出现不客观的选择结果；(2)代表性差：不同汇流口的水流条件组合形式多种多样，目前的典型跌水/跌井选择方法无法保证一定可以选出代表性良好的跌水/跌井；(3)评价方法推广性差：由于典型汇流口的选择往往倾向于一个极端，其充其量仅可以作为汇流口水流条件外包线的参考，相关成果无法良好地推广到其它跌水跌井中。

发明内容

基于此，有必要针对现有的汇流口水流条件评估方法客观性差的问题，提供一种汇流口水流条件分类方法，以期为后续典型汇流口的筛选及评估成本的合理降低提供依据。

本发明提供了一种汇流口水流条件分类方法，该方法包括：

获取单宽泄洪功率参数α_i；

其中，式中，_qi为第i个汇流口的单宽流量，h_i为第i个汇流口的跌水/跌井高度，max(q_ih_i)表示所有汇流口中qh的最大值；

将所述α_i的值从0到1分成α1、α2、α3、、、αn个区间；

获取汇流口水流复杂程度参数F_i；

其中，式中，q_i为第i个汇流口的单宽流量，β_i为第i个汇流口的汇流比，η_i为第i个汇流口的汇流角，H_i为第i个汇流口附近的航道水深，max[q_iβ_isin(η_i)/H_i]表示所有汇流口中qβsin(η)/H的最大值；

将所述F_i的值从0到1分成F1、F2、F3、、、Fm个区间；

按照αnFm划分区间对跌水汇流口进行类别划分。