输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备。所述方法包括：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行取水海域的水流运动模拟，得到取水海域的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；将潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到取水口区域的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到泥沙输移规律，从而确定输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。采用本方法能够精准地获得获得隧洞输水过程中的泥沙特征。

Sediment characteristics acquisition method, device and computer equipment for water conveyance tunnel

【技术实现步骤摘要】
输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备
本申请涉及数据处理
，特别是涉及一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
随着经济及社会的发展，加大了人们对水的需求，而由于我国水资源分布极不均匀，而且淡水资源匮乏，实现水资源的优化配置成为一个必须解决的问题。部分布置在近海地区的大型石化、电力等工程需要大量对水质要求不高的冷却水，通常在海边取海水后，利用无压隧洞输水至用水点。泥沙问题的处理是引水工程的主要问题之一，其中围绕泥沙长距离输送技术的研究更为生产之急需。无压隧洞泥沙淤积问题是引水工程中必须解决的问题，当引水隧洞发生淤积时，就会影响到整个引水工程的安全运行。海水取水系统包括取水工程和输水工程，取水系统通常流程如下：取水口→海水拦污构筑物→箱涵过渡段→无压输水隧洞→末端用水点提升泵房。海水取水工程实施后会在一定程度上改变工程附近水域的水动力及泥沙环境，另外取水海域还存在大风浪作用下的泥沙骤淤的问题。因此，取水口附近的泥沙淤积和骤淤将直接影响到取水安全问题。要研究输水隧洞的泥沙冲淤状况，首先需要在现有实测资料的基础上，研究取水工程海域海岸带泥沙运动情况，掌握航道泥沙的冲淤演变规律，确定取水口附近的流速场和含沙量分布，即掌握各种工况下来水来沙情况，并以此作为输入条件，进而研究输水隧洞工程沿线的泥沙冲淤情况，为工程设计提供科学依据。目前有方案采用一维或者准二维的泥沙数学模型，或者借用明渠流的一维恒定全沙模型，对隧洞内悬移质泥沙的冲淤进行模拟用以获得隧洞所输送的水中的泥沙特征，然而上述方案所获得的泥沙特征存在精确度低的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够获得高精度泥沙特征的的输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备和存储介质。一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法，所述方法包括：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行取水海域的水流运动模拟，得到取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；将取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；根据泥沙输移规律确定输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取装置，所述装置包括：第一模拟模块，用于将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行取水海域的水流运动模拟，得到取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；第二模拟模块，用于将取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；第三模拟模块，用于将取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；确定模块，用于根据泥沙输移规律确定输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行取水海域的水流运动模拟，得到取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；将取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；根据所述泥沙输移规律确定输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行取水海域的水流运动模拟，得到取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；将取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；根据泥沙输移规律确定输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。上述输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备和存储介质，通过针对大范围的取水海域进行水流运动模拟，获取取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，依据上述潮流参数、水流含沙量和流场矢量图对取水口区域的泥沙冲淤状态进行模拟，获得取水口区域对应的淤积分布特征和含沙量变化曲线，再依据取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线输入三维紊流泥沙数值模型进行三维隧洞输水模拟，实现隧洞输水过程的高度还原，以精准地获得隧洞输水过程中的泥沙输移规律，从上述泥沙输移规律中获得隧洞输水过程中的泥沙分布情况、泥沙含量等泥沙特征，使所获得的泥沙特征具有较高的准确性，可以为规避工程泥沙问题作贡献，可以确保取水工程、输水工程长期安全运行。附图说明图1为一个实施例中输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法的流程示意图；图2为一个实施例的三维数值模拟计算模型中的大范围模型网格划分；图3为一个实施例中三维数值模拟计算模型中的大范围模型计算地形三维展示图；图4为一个实施例中风暴潮期间取水口处含沙量变化曲线示意图；图5为一个实施例的输水隧洞中工作井前后段的纵剖图；图6为一个实施例中输水隧洞输水时的泥沙特征获取装置的结构框图；图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法，其特征在于，所述方法包括：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行所述取水海域的水流运动模拟，得到所述取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；所述三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行所述待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；将所述取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入所述三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到所述取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将所述取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；根据所述泥沙输移规律获得输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。

【技术特征摘要】
1.一种输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法，其特征在于，所述方法包括：将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行所述取水海域的水流运动模拟，得到所述取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图；所述三维数值模拟计算模型为依据待测区域的实测参数进行所述待测区域三维水流运动模拟和泥沙冲淤状态模拟的模型；将所述取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入所述三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟，得到所述取水口区域在泥沙冲淤状态模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；将所述取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟，得到输水隧洞的泥沙输移规律；根据所述泥沙输移规律获得输水隧洞在输水过程中的泥沙特征。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线，输入三维紊流泥沙数值模型，进行三维隧洞输水模拟包括：根据输水隧洞的一个工作井和与所述工作井毗邻的一段隧洞确定一个输水单元模型，得到沿所述输水隧洞水流方向依次出现的多个输水单元模型；将所述取水口区域在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线输入第一个输水单元模型进行三维隧洞输水模拟，获取模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线；依次将前一个输水单元模型在模拟过程中产生的淤积分布特征和含沙量变化曲线输入后一个输水单元模型进行输水模拟，直至最后一个输水单元模型实现三维隧洞输水模拟。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图，以及取水口的尺寸参数，输入所述三维数值模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟包括：根据所述取水口的尺寸参数确定与所述取水口区域相适配的三维数值模拟计算模型，得到取水口区域模拟计算模型；将所述取水海域在模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图输入所述取水口区域模拟计算模型，进行取水口区域的泥沙冲淤状态模拟。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将取水海域的边界参数输入三维数值模拟计算模型，进行所述取水海域的水流运动模拟，得到所述取水海域在水流运动模拟过程中产生的潮流参数、水流含沙量和流场矢量图之前，所述方法还包括：分别对所述取水海域的各类建筑物边界进行拟合，获取拟合得到的建筑物边界的边界参...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志，龙国庆，王晓东，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44