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一种基于表面流速的推移质输沙率估算方法技术

技术编号:42561206 阅读:37 留言:0更新日期:2024-08-29 00:31
本发明专利技术公开了一种基于表面流速的明渠推移质输沙率估算方法,通过探索水流表面速度与推移质泥沙运动之间的相关关系,实现通过表面流场信息评估水下推移质泥沙输送率。本发明专利技术从试验数据和数值计算结果中分析得到可靠的明渠表面流速与推移质泥沙速度剖面分布之间的相关关系。基于这些相关关系,利用表面流速信息和水深信息,可以有效估算明渠中推移输沙率。在实际工程中,表面流速信息比推移质泥沙运动更容易获取,且测量精度更高。表面流速信息可以由无人机或其他设备获取图像,再经过图像处理得到表面流速数据,该技术成熟且测量效率高。因此本发明专利技术公开的一种基于表面流速的明渠推移质输沙率估算方法,具有高普适性,高精度,高效率,和低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水力学及河流动力学领域,涉及可侵蚀明渠水动力特性及河床演变研究,具体涉及一种基于明渠表面流速估算推移质输沙率的方法。


技术介绍

1、在水资源管理、洪水预测和防控、环境监测、水力工程设计以及供水和排水系统等工程场景中,精准地测量和计算明渠中的推移质泥沙至关重要。由推移质泥沙运动导致的河床演变将直接影响流域的洪水预测和防控工作。这一动态过程中,推移质泥沙常常携带大量有机物和无机盐,对河网的生态环境健康产生深远影响。在大坝和堤防工程中,准确估算明渠输沙率对于评估工程结构的安全性和稳定运行至关重要。推移质泥沙的运动也在很大程度上影响城市供水和排水系统的设计规划和运行。因此,在水利工程领域,准确测量和估算推移质输沙率被视为评估水利工程设施安全性和稳定运行、防灾减灾、预测河网演变以及水资源优化管理的前提条件。以往常用的明渠推移质输沙率测量和估算办法有:

2、1)器测法

3、将推移质采样器直接放在明渠床面上,采集推移质样品,通过推移质的采集推算泥沙输送率。该方法采样效率很低,会干扰流场,且获得的数据依赖于局部水流和河床条件,稳定性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于表面流速的明渠推移质输沙率估算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述无人机测流技术的步骤如下:a)设置参照点,释放示踪粒子,并利用无人机采集不同时刻河流图像;b)基于参照点坐标,对获取的图像进行去噪和校正处理;c)根据示踪粒子在不同时刻的位置计算表面流场。

3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,泥沙速度在推移质层呈现幂函数分布形式,幂函数公式如下:

4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,公式(3)和(7)中幂函数系数的取值,通过建立了α和β与基于明渠表面流速的无量纲谢尔兹数Θ的相关关系;确定方法如...

【技术特征摘要】

1.一种基于表面流速的明渠推移质输沙率估算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述无人机测流技术的步骤如下:a)设置参照点,释放示踪粒子,并利用无人机采集不同时刻河流图像;b)基于参照点坐标,对获取的图像进行去噪和校正处理;c)根据示踪粒子在不同时刻的位置计算表面流场。

3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,泥沙速度在推移质层呈现幂函数分布形式,幂函数公式如下:

4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,公式(3)和(7)中幂函数系数的取值,通过建立了α和β与基于明渠表...

【专利技术属性】
技术研发人员:施华斌官夏菲
申请(专利权)人:澳门大学
类型:发明
国别省市:

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