一种挖槽断面确定方法、设备、介质及产品与流程

本发明涉及内河道航道整治领域，特别是涉及一种挖槽断面确定方法、设备、介质及产品。

背景技术：

1、急滩是山区河流的主要碍航问题之一，急滩段河床断面较上下游狭窄，形成卡口，水流通道束窄，卡口断面以下，流速增大，急滩与下深槽之间的水面比降大，呈现出陡坡急流的特点，给上行船舶带来较大阻力，形成碍航急滩。为了解决急滩碍航问题，扩大泄水断面是有效的方法之一，通过扩大卡扣断面，降低急流段流速，减缓比降，降低船舶上行难度。

2、目前在急滩航道整治中，常采用消滩水力指标作为衡量船舶上滩能力的评价指标。船舶自航过滩与船舶性能、流速与比降等水力要素、断面形态等有关。现有的消滩水力指标的确定方法包括实船试验、船模试验法、经验分析、阻力计算法等，上述方法都没有考虑断面形态的影响。因此亟需提出一种可反映断面形态的山区河流急滩段挖槽断面确定方法。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种挖槽断面确定方法、设备、介质及产品。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种挖槽断面确定方法，包括：

4、根据整治河段地形图选择计算断面，并划分所述计算断面，得到流带；

5、采用流带法，基于划分得到的流带确定挖槽前不同工况下计算断面的关键参数；所述关键参数包括断面常数、最大流速以及最大水位落差；

6、根据挖槽前不同工况下计算断面的关键参数确定消滩水力指标；

7、根据航道规划尺度，给定计算断面挖槽方案；

8、采用流带法确定所述计算断面挖槽方案实施后不同工况下计算断面的关键参数；

9、根据计算断面挖槽方案实施后不同工况下计算断面的关键参数确定不同水位工况下挖槽后的水力指标；

10、判断所述消滩水力指标是否大于等于所述水力指标，得到判断结果；

11、当所述判断结果为是时，根据计算断面挖槽方案得到挖槽断面；

12、当所述判断结果为否时，调整计算断面挖槽方案，并返回执行采用流带法确定所述计算断面挖槽方案实施后不同工况下计算断面的关键参数的步骤。

13、可选地，根据整治河段地形图选择计算断面，并划分所述计算断面，得到流带，具体包括：

14、选择所述整治河段地形图中最窄卡口断面作为计算断面；

15、以所述计算断面为中心，考虑最大水位落差，并基于船队长度与上游计算断面和下游计算断面间长度的关系，选取上游典型断面和下游典型断面；

16、获取所述计算断面、所述上游典型断面和所述下游典型断面的实测地形数据；所述实测数据包括最低通航水位、最高通航水位以及最低通航水位和最高通航水位之间典型工况下的流量、水位数据；

17、基于所述实测地形数据绘制计算断面、所述上游典型断面以及所述下游典型断面的断面地形图；

18、根据所述断面地形图，将计算断面沿河宽划分为通过流量相等的流带。

19、可选地，采用流带法，基于划分得到的流带确定挖槽前不同工况下计算断面的关键参数，具体包括：

20、根据划分的流带，按照公式确定不同水位工况下挖槽前的断面常数，按照确定不同水位工况下挖槽前各流带的流速；其中，a为断面常数，j为水面比降，n为河床糙率，vi为第i个流带的平均流速，qi为第i个流带的流量，bi为第i个流带的宽度，hi为第i个流带的平均水深；

21、对比各流带的流速，选取最大值作为最大流速；

22、根据计算断面、所述上游典型断面和所述下游典型断面的断面地形图以及水位，分别提取不同水位工况下挖槽前上游典型断面的水深和下游典型断面的水深，测量上游典型断面和下游典型断面之间的距离；

23、基于不同水位工况下挖槽前上游典型断面的水深和下游典型断面的水深以及上游典型断面和下游典型断面之间的距离确定最大水位落差。

24、可选地，根据挖槽前不同工况下计算断面的关键参数确定消滩水力指标，具体包括：

25、采用公式确定不同工况下的水力指标；式中，ej为第j种工况的水力指标，vmax0j为挖槽前第j种工况下计算断面的最大流速，δh0j为挖槽前第j种工况的最大水位落差，g为重力加速度；

26、生成不同工况下的水力指标与计算断面对应水位的关系曲线；

27、根据所述关系曲线，将消滩水位对应的水力指标作为所述消滩水力指标。

28、可选地，调整计算断面挖槽方案是指扩大开挖断面，形成新的挖槽断面。

29、一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的挖槽断面确定方法。

30、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的挖槽断面确定方法。

31、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的挖槽断面确定方法。

32、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

33、本发明在计算消滩水力指标的过程中，通过采用流带法将计算断面划分为不同流带，可以体现不同流带的高度和宽度，进而反映出断面形态关系。同时，也可以反映不同挖槽方案实施后形成的断面形态对挖槽效果的影响，克服以往消滩水力指标没有反应断面形态的不足。

技术特征：

1.一种挖槽断面确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的挖槽断面确定方法，其特征在于，根据整治河段地形图选择计算断面，并划分所述计算断面，得到流带，具体包括：

3.根据权利要求2所述的挖槽断面确定方法，其特征在于，采用流带法，基于划分得到的流带确定挖槽前不同工况下计算断面的关键参数，具体包括：

4.根据权利要求1所述的挖槽断面确定方法，其特征在于，根据挖槽前不同工况下计算断面的关键参数确定消滩水力指标，具体包括：

5.根据权利要求1所述的挖槽断面确定方法，其特征在于，调整计算断面挖槽方案是指扩大开挖断面，形成新的挖槽断面。

6.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项所述的挖槽断面确定方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的挖槽断面确定方法。

8.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的挖槽断面确定方法。

技术总结本发明公开一种挖槽断面确定方法、设备、介质及产品，涉及内河航道整治领域。本发明在计算消滩水力指标的过程中，通过采用流带法将计算断面划分为不同流带，可以体现不同流带的高度和宽度，进而反映出断面形态关系，同时，也可以反映不同挖槽方案实施后形成的断面形态对挖槽效果的影响，克服以往消滩水力指标没有反应断面形态的不足。技术研发人员：杨燕华,王建军,张宏千,辛玮琰,肖章玲受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/17