【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种bstem迭代算法中的坡脚顶点(tt)选择方法，属于岸坡稳定性设计与评估。
技术介绍
1、崩岸是一种典型的灾害形式，主要危害包括威胁江河大堤、岸边建筑物及农田、航运等安全，也是造成水体流失的重要途径。岸坡侵蚀及岸滩崩塌对河道泥沙输移与弯道横向迁移具有重要影响，河流对坡脚的冲刷侵蚀是河岸崩塌的主要原因之一，坡脚护坡工程的建设将能够显著降低侵蚀量，提高河岸稳定性。bstem是由美国农业部农业研究局研发的一款用于计算坡脚侵蚀和岸坡稳定性的模型，主要进行岸坡侵蚀与崩塌的模拟计算，其内置的护坡模型在工程护坡和植被护坡的相关研究中得到了广泛应用，是当前最健壮、最全面的岸坡稳定性分析模型之一。目前bstem主要用于单一水文事件中的岸坡稳定性模拟，在多水文事件的迭代模拟中，由于缺乏实测tt的节点数据，目前尚且没有统一的tt选择方案。然而，对岸坡开展月或年等长期的稳定性模拟，对于护坡工程的建设和效果评价至关重要。tt节点是坡脚防护工程的边界点，bstem模型默认的tt坐标不具有物理意义，且随着水文事件的迭代运算，易使模型轮廓节点陷入混乱，因此，修正tt节点的坐标对准确设计和评价坡脚防护工程效果具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种bstem迭代中的tt选择方法，使得河岸轮廓节点在bstem迭代运算中始终保持正确的确定方法，避免了默认tt带来的轮廓节点混乱的问题，为缺乏tt节点坐标的迭代运算提供修正思路，排除由轮廓粗糙引起的计算误差，为坡脚防护工程设计和保证护
2、一种bstem迭代算法中的坡脚顶点选择方法，在对每个水文事件进行迭代计算之前，按照如下的方法重新确定坡脚顶点tt：
3、s1：获取岸坡轮廓数据，并确定初始坡脚顶点ott
4、获取岸坡轮廓，设定坡度变化阈值，将岸坡坡度变化大于变化阈值的节点选做初始坡脚顶点ott，并将初始坡脚顶点ott的高程记为初始高程；
5、s2：调用坡脚侵蚀模型tem，计算岸坡在水流侵蚀作用下的侵蚀量，得到侵蚀后岸坡轮廓并导入岸坡稳定性模型bsm，选取与初始高程距离最近的节点作为坡脚顶点tt；
6、s3：调用bsm，计算岸坡稳定性系数fs，
7、若fs≥1.3，则判断岸坡稳定，此时的轮廓为经本次水文事件侵蚀后的岸坡轮廓，结束循环；
8、若fs<1.3，则判断岸坡崩塌，输出崩岸宽度、崩塌量、崩塌面的角度与高程，将生成的岸坡轮廓重新输入bsm，并将与s1中所确定的ott距离最近的节点选做tt，重复步骤s3。
9、进一步的，获取岸坡轮廓数据采用如下两种方案之一，第一种是：在河岸轮廓数据充足的条件下，直接输入节点坐标以绘制河岸轮廓；第二种是：在缺乏河岸轮廓数据时，通过输入岸坡高度、岸坡角度、坡脚长度、坡脚角度等四个典型变量描述河岸轮廓，由模型自动生成足够多的由高程和水平距离组成的节点坐标，以绘制河岸轮廓。
10、进一步的，岸坡轮廓数据所包含的节点至少有16个。
11、进一步的，对于未出现张拉裂缝的岸坡所述岸坡稳定性fs计算公式为：
12、
13、式中，i为划分的土壤层数；ci′为第i层的有效粘聚力；μa为孔隙气压力，μai为第i层的孔隙气压力；μw为孔隙水压力，(μa-μw)为土壤基质吸力；li为第i层中崩塌面的长度；φ′i为第i层的内摩擦角；为第i层的增长率，取值在10°-20°之间；wi为第i层的重量；β为崩塌面角度；α为局部倾斜角度；pi为外部水位作用于第i层的静水围压；
14、对于出现张拉裂缝的岸坡，在上式的基础上添加了各条分块中的法向力、剪应力的计算，公式如下：
15、
16、式中′，j为划分的土壤层数；cj′为第j层的有效粘聚力；lj为第j个条分块中崩塌面的长度；φ′j为第j层的内摩擦角；为第j层的增长率，取值在10°-20°之间；nj为作用在第j层的法向力；pj为外部水位作用于第j层的静水围压。
17、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
18、本专利技术依据初始轮廓中的tt高程来修正在迭代中输出的所有岸坡轮廓的tt，确保了bstem中用来描述岸坡轮廓的节点至少有16个，避免了由默认tt导致的节点分布紊乱的问题，使得模型迭代中的每一步都能够准确描述坡脚防护工程的设定边界，能够更为准确地预测和评价坡脚防护工程的护坡效果。
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1.一种BSTEM迭代算法中的坡脚顶点选择方法，在对每个水文事件进行迭代计算之前，按照如下的方法重新确定坡脚顶点TT：
2.根据权利要求1所述的BSTEM迭代算法中的坡脚顶点选择方法，其特征在于，获取岸坡轮廓数据采用如下两种方案之一，第一种是：在河岸轮廓数据充足的条件下，直接输入节点坐标以绘制河岸轮廓；第二种是：在缺乏河岸轮廓数据时，通过输入岸坡高度、岸坡角度、坡脚长度、坡脚角度等四个典型变量描述河岸轮廓，由模型自动生成足够多的由高程和水平距离组成的节点坐标，以绘制河岸轮廓。
3.根据权利要求1所述的BSTEM迭代算法中的坡脚顶点选择方法，其特征在于，岸坡轮廓数据所包含的节点至少有16个。
4.根据权利要求1所述的BSTEM迭代算法中的坡脚顶点选择方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种bstem迭代算法中的坡脚顶点选择方法，在对每个水文事件进行迭代计算之前，按照如下的方法重新确定坡脚顶点tt：
2.根据权利要求1所述的bstem迭代算法中的坡脚顶点选择方法，其特征在于，获取岸坡轮廓数据采用如下两种方案之一，第一种是：在河岸轮廓数据充足的条件下，直接输入节点坐标以绘制河岸轮廓；第二种是：在缺乏河岸轮廓数据时，通过输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘修水，周亚岐，孙焕芳，曹华音，付金磊，王劭鹏，朱恒，孙国亮，陈占辉，张冠楠，苑建龙，杨倩，
申请(专利权)人：河北昊禹工程技术咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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