一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法与流程

本发明涉及水运交通，尤其涉及一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法。

背景技术：

1、在全球范围内，强冲淤河口因其水动力复杂、河床冲淤剧烈，一直是航道管理和航行安全领域的难点与重点。随着全球经济一体化和贸易量的增长，河口区域作为连接内陆与海洋的重要门户，其航道的稳定性和通航能力对于确保海上运输的顺畅、促进区域经济发展具有极大价值。然而，强冲淤河口经常面临着河床大冲大淤、航道水深不稳定、流速多变等问题，这些因素不仅影响船舶的航行安全，还限制了大型船只的通行，进而影响到航道的可通航能力。传统的航道设计与通航能力预测主要依赖于历史数据统计分析，得到固定的航道底标高、宽度、航道水深等设计参数，这种静态分析方法难以准确捕捉强冲淤河口水沙动态变化的复杂性。近年来，随着水文监测、数值模拟、计算效率等方面的提高，为实时监测和精准预测提供了可能。针对强冲淤河口的特有环境，开发出一套准确预报航道限制条件的方法，对于保障河口地区船舶通航安全，提高通航能力具有重要而又迫切的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，能够预测未来3天内的船舶可通航时段，为航道管理与船舶调度提供决策支持。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，包括以下步骤：

4、s1、收集相关水文、地形数据，同时收集气象部门提供的未来2日内气象预报信息；

5、s2、采用潮汐调和分析法预报河口口门处未来2日潮位变化过程；

6、s3、采用最新地形数据建立潮汐水流数学模型，并利用近2日实测水文数据开展潮汐水流数学模型实时率定工作；

7、s4、结合预报潮位数据，基于率定好的潮汐水流数学模型计算航道未来2日水流条件；

8、s5、结合预报气象、水深、流速的船舶通航限制性要素，确定未来2日船舶允许正常通航的时段。

9、进一步地，在步骤s1中：

10、所述水文数据包括航道周边固定水文站的流量、水位、流速数据，河口口门处潮位数据；所述地形数据为最新江道地形数据，所述地形数据视河床冲淤剧烈程度定期监测，冲淤稳定河段地形测量时间间隔放宽，冲淤剧烈河段需加密地形测量频次；所述气象预报信息包括与通航相关的风级、能见度距离要素。

11、进一步地，所述步骤s3 包括以下子步骤：

12、s31、基于三角形网格构建河口区域潮汐水流数学模型，对航道区域进行局部加密；

13、s32、以步骤s1获取的径流数据作为上游侧流量边界，以步骤s1获取的河口口门处潮位数据作为下游侧水位边界，计算地形采用步骤s1中获取的最新江道地形；

14、s33、根据航道周边固定水位站实测水位、流速数据对潮汐水流数学模型的计算参数进行率定；

15、s34、若计算结果满足现行技术规范中关于流速、水位的率定精度要求，则潮汐水流数学模型率定步骤完成；若计算结果不满足现行技术规范中率定精度要求，则调整计算参数，直至计算结果满足现行技术规范要求。

16、进一步地，所述步骤s4包括以下子步骤：

17、s41、以步骤s2预报潮位数据作为潮汐水流数学模型下游侧水位边界条件，上游侧流量边界和计算地形保持不变；

18、s42、基于率定好的潮汐水流数学模型计算未来2日全航道水位、流速随时间变化过程。

19、进一步地，所述步骤s5中，所述正常通航时段为预报的全航道未来2日某一时段全航道横向流速、纵向流速均小于通航流速阈值，且航道水深大于通航水深阈值，且风速小于通航风速阈值，且能见度距离大于通航能见度距离阈值，则该时段内船舶允许通航，否则即为不允许通航。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是；

21、1、基于获取的航道最新水文、江道地形数据，可实现实时对潮汐水流模型计算参数进行率定，保证计算结果误差满足相关技术规范要求；结合预报外海天文潮过程，基于计算参数率定好的潮汐水流数学模型预报未来2日航道水流条件，确保了模型计算参数的实时性和准确性。

22、2、根据预报的航道水流条件，确定全航道沿程实时水深变化过程，对于河床冲淤剧烈且水位、河床相互耦合变化河段，避免了传统航道设计中采用的固定设计底标高，充分挖掘限制航道的通航能力。

23、3、基于预报的水流条件和气象条件，判断未来2日内船舶可以正常通航的时段，为航道管理提供决策支持，保障航行安全与效率。

技术特征：

1.一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，其特征在于：在步骤s1中：

3.根据权利要求1所述的强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，其特征在于：所述步骤s3 包括以下子步骤：

4.根据权利要求1所述的强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，其特征在于：所述步骤s4包括以下子步骤：s41、以步骤s2预报潮位数据作为潮汐水流数学模型下游侧水位边界条件，上游侧流量边界和计算地形保持不变；s42、基于率定好的潮汐水流数学模型计算未来2日全航道水位、流速随时间变化过程。

5.根据权利要求1所述的强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，其特征在于：在所述步骤s5中，所述允许正常通航的时段为预报的全航道未来2日某一时段全航道横向流速、纵向流速均小于通航流速阈值，且航道水深大于通航水深阈值，且风速小于通航风速阈值，且能见度距离大于通航能见度距离阈值，则该时段内船舶允许通航，否则即为不允许通航。

技术总结本发明提供了一种强冲淤河口限制航道通航能力预报方法，涉及水运交通技术领域。包括以下步骤：S1、收集相关水文、地形数据，同时收集气象部门未来2日内气象预报信息；S2、采用潮汐调和分析法预报河口口门处未来2日潮位变化过程；S3、采用最新地形数据建立潮汐水流数学模型，并利用近2日实测水文数据开展潮汐水流数学模型实时率定工作；S4、结合预报潮位数据，基于率定好的潮汐水流数学模型计算航道未来2日通航水流条件；S5、结合预报气象、水深、流速的船舶通航限制性要素，确定未来2日船舶允许通航的时段。本发明能够很好地实现预报的实时性和准确性，为航道管理提供决策支持，保障航行安全与效率。技术研发人员：郑国诞,刘烨,樊立东,胡成飞,孙逸豪,唐子文,王璟,黄姿菡,夏冬梅受保护的技术使用者：浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院）技术研发日：技术公布日：2025/1/13