[发明专利]输水隧洞输水时的泥沙特征获取方法、装置、计算机设备

说明书

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。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

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；