一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，特别是指一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法及系统。

背景技术：

1、蓄水洞库为具有水资源调蓄、防洪排涝等功能的地下水利工程，其主体往往由隧洞群组成，存在交叉节点复杂、变坡多、水位和流速变幅大等与常规输水隧洞不同的特征，运行过程中可能在洞内沿程出现水跃现象，进而产生洞内水面大幅波动、通气排气措施复杂、容易发生意外的气爆等问题。因此，为简化工程结构、降低工程投资、保障工程安全，应避免在洞内沿程出现水跃现象。

2、洞库主体洞室纵横交错，水流调度控制复杂，洞内水位、流量变化大，常规的明渠恒定流水力计算方法难以准确反映洞内水流演进过程。因而，针对洞库主体运行工况的水跃核验，可采用物理模型试验和数学模型检验。

3、物理模型试验模拟精度好，但试验周期长、成本较高；二维、三维水动力数值模型模拟计算难度和工作量较大，计算效率较低，难以满足工程设计参数快速分析及优化调整。

技术实现思路

1、为了解决当前物理模型试验模拟精度好，但试验周期长、成本较高；二维、三维水动力数值模型模拟计算难度和工作量较大，计算效率较低，难以满足工程设计参数快速分析及优化调整的技术问题，本发明提供了一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法及系统。

2、本发明实施例提供的技术方案如下：

3、第一方面：

4、本发明实施例提供的一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，包括：

5、s1：确定蓄水洞库设计参数；

6、s2：确定蓄水洞库在蓄水、排水运行工况下的时间参数；

7、s3：根据所述蓄水洞库设计参数以及所述时间参数，基于一维水流运动控制方程，构建蓄水洞库的非恒定流水动力模型；

8、s4：通过所述蓄水洞库的非恒定流水动力模型，针对蓄水、排水运行工况，计算实际沿程水面线和沿程断面弗劳德数；

9、s5：确定蓄水洞库存在水跃风险的不利洞段；

10、s6：根据所述不利洞段处的沿程断面弗劳德数分布，结合相应洞段的虚拟淹没水跃辅助水面线以及所述实际沿程水面线，按水跃发生规律调整蓄水洞库设计参数。

11、第二方面：

12、本发明实施例提供的一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验系统，包括：

13、处理器；

14、存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如第一方面所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法。

15、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

16、在本发明中，采用建模简单、精度较高的一维水动力仿真模型近似模拟洞内水流演进过程，可以缩短优化周期，降低计算难度和工作量，提升计算效率，根据不利洞段处的沿程断面弗劳德数分布，结合相应洞段的虚拟淹没水跃辅助水面线以及所述实际沿程水面线，按水跃发生规律调整蓄水洞库设计参数，达到洞内沿程不发生水跃或不出现影响较大的水跃的目的，实现工程设计参数快速分析及优化调整，减少水跃对洞库结构的影响，提升水利工程的安全性。

技术特征：

1.一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述蓄水洞库设计参数包括：平面设计参数、横断面设计参数、纵断面设计参数、洞身糙率参数、蓄水运行规则以及排水运行规则。

3.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述时间参数包括：蓄水时段的起止时间、排水时段的起止时间以及计算时间步长。

4.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述一维水流运动控制方程具体包括：连续方程以及运动方程。

5.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述s5具体为：

6.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述s5具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述虚拟淹没水跃辅助水面线具体为：

8.根据权利要求1所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述s6具体包括：

9.根据权利要求8所述的基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法，其特征在于，所述s601具体包括：

10.一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种基于一维水动力模型的蓄水洞库水跃核验方法及系统，涉及数据处理技术领域，方法包括：确定蓄水洞库设计参数；确定蓄水洞库在蓄水、排水运行工况下的时间参数；根据蓄水洞库设计参数以及时间参数，基于一维水流运动控制方程，构建蓄水洞库的非恒定流水动力模型；通过蓄水洞库的非恒定流水动力模型，针对蓄水、排水运行工况，计算实际沿程水面线和沿程断面弗劳德数；确定蓄水洞库存在水跃风险的不利洞段；根据不利洞段处的沿程断面弗劳德数分布，结合相应洞段的虚拟淹没水跃辅助水面线以及实际沿程水面线，按水跃发生规律调整蓄水洞库设计参数。本发明可以缩短优化周期，减少水跃对洞库结构的影响，提升水利工程的安全性。

技术研发人员：傅理文,刘立军,金玉,吴益,沈五伟,张辰旸,陈一帆,钱超
受保护的技术使用者：浙江广川工程咨询有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5