[发明专利]一种滨海核电厂厂区积水深度计算方法

摘要

本发明涉及一种滨海核电厂厂区积水深度计算方法，包括(Ⅰ)根据核电厂厂区降雨情况、外海越浪、地面坡度和厂区地表固化情况,建立可表征地表水深与雨水管网下泄量的关系的地表径流模型；(Ⅱ)针对雨水管网排水过程，考虑雨水受外海海水的顶托作用，建立雨水管网水动力模型；(Ⅲ)对厂区进行计算网格划分，通过使雨水管网下泄量和雨水在管网系统中的排出量相等，实现地表径流模型和管网水动力学模型的耦合计算，确定厂区不同区域的积水深度。本发明通过对厂区降雨和厂区外围海水越浪造成的影响进行组合计算，所得到的积水深度的数值更加科学合理，据此可有针对性地对核电厂重要构筑物提出防洪预案和防洪措施，以提高厂区的防洪能力。

主权项

一种滨海核电厂厂区积水深度计算方法，包括以下步骤：(Ⅰ)根据核电厂厂区降雨情况、外海越浪、地面坡度和厂区地表固化情况,建立地表径流模型，所述地表径流模型用于表征地表水深与雨水管网下泄量的关系；所述地表径流模型包括地表水流连续性方程(1)和地表水流动力学方程，地表水流动力学方程包括X方向的动量方程(2)和Y方向的动量方程(3)：∂h∂t+∂hu∂x+∂hv∂y=p-qg---(1);]]>∂hu∂t+∂huu∂x+∂hvu∂y+gh∂z∂x+gn2hu2+v2uh4/3=∂∂x(hγt∂u∂x)+∂∂y(hγt∂u∂y)---(2);]]>∂hv∂t+∂huv∂x+∂hvv∂y+gh∂z∂y+gn2hu2+v2vh4/3=∂∂x(hγt∂v∂x)+∂∂y(hγt∂v∂y)---(3);]]>其中，h表示地表水深；p表示降雨量；qg表示雨水井下泄量；u、v分别表示空间变量x、y方向的垂向平均速度；t表示时间变量；z表示越浪海水在厂区地面引起水面高程；γt表示紊动粘性系数；n表示地表糙率；(Ⅱ)针对雨水在管网的排出过程，同时考虑雨水受外海海水的顶托作用，建立雨水管网水动力模型，所述雨水管网水动力模型用于表征地表水深与雨水在管网系统中的排出量的关系；所述雨水管网水动力模型包括雨水管网中水流连续性方程(4)和雨水管网中水流动量方程(5)以及管道中水流连续性方程方程(6)和管道中水流动量方程(7)：ΣQi+Qj=AnjdYjdt---(4);]]>AnjdYjdt=ΣQi(vi22g+Piγ+Zi)+QjHj-ΣQjKivi22g---(5);]]>∂A∂t+∂Q∂x=q---(6);]]>1gA∂Q∂t+1gA∂∂x(βAQ2)+cosθ∂∂x(Kh1)+(K-K′)h1cosθ1A∂A∂x=(s0-sf)+1γA∂T∂x+qUxgA---(7);]]>其中：Qi表示第i个连接管道出入节点的流量；Qj表示直接进入节点的变化的入流量或节点的抽水量或溢流量或渗漏量；Anj表示节点的水平断面面积；Yj表示节点水深；Zi、Pi、vi分别表示第i个管道出口的底高、大气压和速度；Hj表示每单位容积入流的净能量输入，以水头的形式表示；Ki表示第i个管道入口或出口的损失系数；γ表示液体的容重；g表示重力加速度；Q表示雨水在管网系统中的排出量；x表示水流沿着管道长度方向移动的距离；q表示单位长度管道的旁侧入流量；A表示过水断面的面积；h1表示管道断面平均水深；θ为管道与水平面的夹角；so为管道坡度，且so＝sinθ；β表示动量变动改正系数；K和K'为非水力静态分布的改正系数；T表示作用于过水断面的内部压力产生的作用力；Ux表示x方向的旁侧入流流速；sf表示摩阻比降；(Ⅲ)对厂区进行计算网格划分，通过使雨水管网下泄量和雨水在管网系统中的排出量相等，实现步骤(Ⅰ)的地表径流模型和步骤(Ⅱ)的管网水动力学模型在每个时间步长内的耦合计算，确定出厂区不同区域的积水深度，即地表水深。