申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN118013706A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/10;G06F111/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.28#实质审查的生效;2024.05.10#公开

摘要：本发明涉及沙滩生态修复领域，特别是针对可渗透离岸堤的优化设计方法，具体涉及一种沙滩生态修复离岸堤优化设计方法，旨在提供一种更精确、经济高效的沙滩防护设计方案，以改善沿岸生态系统。针对现有的XBeach模型中无法考虑波浪绕射效应和构筑物渗透效应，导致模拟结果与实际情况存在差异的问题，本发明在三维XBeach数值模型中引入了波浪绕射和离岸堤渗透以反映海岸侵蚀的真实状况，并将扩展数值模型与离岸堤防护效果综合评价指标相结合，以挑选出最佳的离岸堤沙滩防护方案。

主权项：1.一种沙滩生态修复离岸堤优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在XBeach数值模型中增加波浪绕射效应基于Holthuijse的方法，XBeach数值模型中考虑绕射系数的波浪在空间及角度方向的传播速度c的表达式如下： 式中，cx为沿x方向波浪传播速度，cy为沿y方向波浪传播速度，cθ为沿角度方向波浪传播速度，cx,0＝cgcosθ，cy,0＝cgsinθ，x，y为空间坐标，θ为波浪传播方向，cg为群速度，h为局部水深，σ为波浪固有频率；平均绕射参数绕射参数的表达式为： 其中，表示梯度算子，c为波浪传播速度，k为采用程函方程进行修正后得到的波数，总波能Ew通过在波浪传播角度θ上的积分得到： 式中，Sw表示每个角度分辨率中的波浪能量密度；绕射效应主要通过改进后的方向变化速率cθ来反映；步骤2、在XBeach数值模型中增加波浪透射效应在波作用量守恒方程中加入波浪透射，波能透射计算公式如下： 其中，Ntr为透过波浪的波作用量，Kt为透射系数，Nin为入射波作用量；Nin取离岸堤迎浪侧网格位置的波作用量，而透浪系数Kt作为已知条件或由经验公式给出，进而根据式5计算出离岸堤后网格位置的波作用量Ntr；离岸堤迎浪侧网格坐标iin，jin通过下式得到： 式中，i,j代表计算域网格节点坐标，itr，jtr为堤后网格节点坐标，即波浪透射位置，a和b分别为离岸堤的宽度和长度，dx和dy分别为跨岸方向和沿岸方向网格精度；步骤3、经过步骤1和步骤2，得到考虑波浪绕射效应和波浪透射效应的XBeach数值模型；步骤4、根据工程区的地形，沙滩粒径大小、海洋水文条件及离岸堤的设置方案、采用步骤3的XBeach数值模型进行数值建模，并根据工程现场的实际需求确定沙滩演化模拟时长以及根据已知条件或经验公式确定透射系数；步骤5、使用步骤3的XBeach数值模型模拟不存在离岸堤情况下沙滩的侵蚀状况，并计算无堤沙滩侵蚀面积；无堤沙滩侵蚀面积＝原始岸线宽度-侵蚀岸线宽度×保护岸线长度步骤6、使用同样的水动力条件，使用步骤3的XBeach数值模型模拟不同的离岸堤设置方案侵蚀状况，并计算各方案的沙滩相对有效防护面积指标；即： 步骤7、计算各方案的离岸堤几何特征指标；即： 步骤8、计算各方案的离岸堤防护效果综合评价指标，即：离岸堤防护效果综合评价指标＝沙滩相对有效防护面积指标×离岸堤几何特征指标综合评价指标值最大的方案为离岸堤设置的最优方案；当使用单个离岸堤进行沙滩修复时，只考虑离岸距离、堤顶宽度的设置对沙滩相对有效防护面积指标的影响，最大的值代表最优的单堤设置方案。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种沙滩生态修复离岸堤优化设计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD