【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于反向流场溯源的电厂取水卷吸风险概率评估方法，是一种环境水力学评估计算方法，是一种滨海电厂取水工程安全保障的评估计算方法。
技术介绍
1、滨海核电厂多采用直流循环供水的方式冷却发电机组，在运行过程中，需要从海洋中取水来冷却核电机组。当大量海生物或垃圾等漂浮物涌入电厂取水口时，会造成取水系统堵塞的发生，由此可能会导致机组被迫降功率或停机，严重时甚至引发核安全事故。近年来滨海核电厂频繁发生海生物或漂浮物堵塞取水口的事件，冷源安全已成为影响滨海电厂安全的重要因素。
2、由于海生物或漂浮物在海域内的运移过程主要受水流的携带作用，因此在掌握工程海域水动力特性的情况下，通过模拟海生物或漂浮物的运动轨迹，可以预测评估电厂取水明渠口门外海域的海生物或漂浮物对取水安全影响的潜在风险，为滨海电厂的取水安全防护、监测预警提供科学依据。目前，常用的风险评估方法是在工程海域的特定区域内投放粒子，采用粒子追踪方法，模拟粒子运移轨迹，统计特定区域内投放的粒子进入电厂取水明渠口门内的粒子数量，由此评估在投放粒子的特定区域内不同位置的取水卷吸风险。但该方法受到粒子投放区域范围的限制，在该区域以外未投放粒子的海域则风险情况仍然未知。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种基于反向流场溯源的滨海电厂取水卷吸风险概率评估方法。所述的方法针对滨海核电厂，利用大范围海域二维水动力数学模型及示踪粒子的方法，提出了一种基于反向流场溯源的滨海电厂取水卷吸风险概率评估方法。该方
2、本专利技术是一种基于反向流场溯源的滨海电厂取水卷吸风险概率评估方法，所述方法的步骤如下：
3、步骤1，建立大范围海域水动力数学模型：根据电厂取排水工程所在海域的位置、岸线及水下地形等条件确定模型范围，建立适用于工程海区流场模拟计算的大范围海域水动力数学模型；平面直角坐标系下模型的控制方程如下：
4、连续方程：
5、运动方程：
6、x方向：
7、
8、y方向：
9、
10、上式中：t为时间，x,y为笛卡尔坐标；η为水位，h＝d+η为总水深，d为静水深；为x方向的水深平均速度，为y方向的水深平均速度：u为x方向速度，v为y方向速度，z为笛卡尔坐标；us为源在x方向的排水速度；vs为源在y方向的排水速度；f为柯氏力参数；g为重力加速度；ρ为水的密度，ρ0为参考水密度；pa为大气压力；τs＝(τsx,τsy)为水面风应力，ρa为空气密度，cd为空气阻力系数，水面上空10m处风速；τb＝(τbx,τby)为底部应力，cf为阻力系数，床底上部流速；a为涡粘性系数；s为源汇项；τsx为τs的x方向分量；τsy为τs的y方向分量；τbx为τb的x方向分量；τby为τb的y方向分量；
11、步骤2，水动力模型的潮流验证：通过对工程海区潮位、流速和流向的实测值与计算值比较，进行水动力模型验证，确保模型的可靠性；
12、步骤3，水动力模型模拟及反向流场处理：应用验证后的水动力模型模拟工程海区流场，将得到的流场进行时间逆序、流向反向的处理，具体如下：
13、
14、上式中：t为时间；t为模拟计算总时长；u*、v*分别为反向流场中x、y方向的水深平均速度；
15、步骤4，建立反向的粒子追踪数学模型：以反向流场为基础，采用示踪粒子的方法，建立用于反向粒子运移轨迹模拟的反向粒子追踪数学模型；反向粒子运动轨迹模拟控制方程如下：
16、dxt＝a(t，xt)dt+b(t，xt)ξtdt
17、式中：xt为t时刻粒子位置，a(t，xt)为反向流场产生的漂流移动项，b(t，xt)为分子运动、湍流产生的扩散项，ξt为随机数；
18、步骤5，反向粒子追踪数学模型模拟，溯源取水卷吸的风险来源：应用反向粒子追踪数学模型，在反向流场条件下模拟取水明渠口门内持续投放的粒子在工程海域的运移轨迹，分析粒子的分布情况，反向溯源取水卷吸的风险来源；
19、步骤6，计算反向溯源的取水卷吸风险概率，绘制风险概率分布图，评估风险来源：将含盖步骤5反向溯源的取水卷吸风险源在内的特定海域划分为多个子区，统计进入各子区内的粒子数，计算各子区反向溯源的取水卷吸风险概率；上述反向溯源的取水卷吸风险概率pij定义为某时刻进入子区ai,j内的粒子数kij与当前时刻已投放粒子总数k的比值：
20、
21、式中，i、j分别为子区ai,j在x、y方向的编号；
22、统计各子区的取水卷吸风险概率最大值，以此为基础绘制工程海域内反向溯源的取水卷吸风险概率分布图，评估取水卷吸风险来源。
23、本专利技术产生的有益效果是：本专利技术针对滨海核电厂为研究对象，建立适用于工程海区流场模拟的二维水动力数学模型，对模拟计算得到的流场进行时间逆序、流向反向的处理，采用反向粒子追踪模型计算反向流场条件下电厂取水明渠口门内投放的粒子在工程海域的运移轨迹，反向溯源进入取水明渠口门内的粒子何时来自何地，以此为基础评估工程海区内取水卷吸风险源的风险概率，为滨海核电厂取水安全防护、监测预警及运维提供科学依据。
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1.基于反向流场溯源的电厂取水卷吸风险概率评估方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：
【技术特征摘要】
1.基于反向流场溯源的电厂取水卷吸风险概率...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海文，曾利，赵懿珺，陈小莉，纪平，刘彦，王博涵，秦晓，梁洪华，韩瑞，张强，刘赞强，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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