[发明专利]淤泥质海岸风天波能功率损耗与含沙量分布关系评判方法

说明书

技术领域

本发明涉及近海波浪场数值模拟和预报的技术领域，具体涉及一种淤泥质海岸风天波能功率损耗与含沙量分布关系评判方法。

背景技术

我国有着漫长的淤泥质海岸线。随着观测试验手段不断提高以及理论研究成果的不断积累，人们对于淤泥质海岸岸滩泥沙运动机理的认识逐渐深入，通过现有实测风、浪、流资料推求岸滩变化成为合理规划保护、利用和开发淤泥质海岸方案的有力手段和重要依据。因此，研究分析水流、波浪条件与水体含沙量之间的关系对于有效预测岸滩变化很有意义。

随着对于泥沙回淤计算精度要求的逐渐提高，近年来广泛受到关注的大风浪泥沙骤淤问题不仅需要预报骤淤量，更需要掌握大风浪过程中的含沙量变化过程。目前基于挟沙力研究成果所计算出的平均含沙量，只能反映较长时间动力条件相对应的含沙量，如年平均含沙量，难以反映出大浪期间随时间变化的含沙量过程，难以反映实测资料中含沙量变化滞后于动力变化的过程。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是分析和研究波能功率沿程损耗随时间变化过程的特点，并分析两者在时间变化上的关系，最终建立波能功率沿程损耗与水体泥沙悬浮功之间的关系式，以期对淤泥质海岸风浪条件下水体含沙量变化过程过程进行准确预报。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种淤泥质海岸风天波能功率损耗与含沙量分布关系评判方法，包括如下步骤：

(1)得出淤泥质海岸条件下波能功率沿程损耗与泥沙悬浮功时空分布的对应关系式：

η∂Pw∂x=(1-ρρs)ghSω]]>

式中，P_w表示单位宽度上的波能功率，η表示波能功率沿程损耗转化的效率因子，ρ_s、ρ分别表示泥沙颗粒密度和水密度，S表示在垂向平均含沙量，ω表示泥沙沉速，g表示重力加速度，h表示水深，表示波能功率沿程损耗，表示维持水体泥沙悬浮所需要的功率；

(2)将所述步骤(1)中的关系式变换后得到：通过实测资料获得η；

(3)得到水体平均含沙量：

S=η∂Pw∂x(1-ρρs)ghω.]]>

有益效果：本发明能够较为准确地反应风天条件下淤泥质海岸水体含沙量的时空变化过程。其具有以下几个优点：

(1)本发明阐述了风天条件下淤泥质海岸波能功率沿程损耗随时间变化的峰值时刻晚于波高峰值、存在一定的相位差距的特性，对于波浪动力做了进一步定性，解决了以往动力条件和含沙量过程不匹配的问题。

(2)本发明所采用的波能功率沿程损耗同时考虑了波高和波周期的变化情况，且所建立的波能功率沿程损耗与泥沙悬浮功率之间的关系式，能反应出含沙量变化过程滞后于波高变化过程这一现象，两者存在时、空上的吻合，可以进一步从波浪动力角度推求风天条件下淤泥质海岸岸滩悬浮泥沙含沙量的时空变化过程。

附图说明