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申请/专利权人：平陆运河集团有限公司;中交水运规划设计院有限公司;长江勘测规划设计研究有限责任公司

摘要：本发明公开了一种船闸充泄水运行引航道及航道水流分析方法，采用一维、二维、三维联合数学模型对船闸充泄水运行引航道及航道水流进行分析，通过一维数学模型、二维数学模型、三维数学模型之间的相互关联，既能大量节约计算时间，又能对重点关注区域的水流情况进行准确分析，从而大大提高了水流分析的精度；设置了与实际监测点一一对应的虚拟监测点，将数值模拟获的水流计算结果和实际监测点测得的水流数据结合起来，用实际监测点测得的水流数据替换虚拟监测点测得的水流数据，从而使得建立的神经网络模型更加贴合实际情况，能够大幅提高通航预警的准确性。

主权项：1.一种船闸充泄水运行引航道及航道水流分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在运河的第一船闸上游，第一船闸、第二船闸之间，第二船闸下游均布置多个实际监测断面，每个实际监测断面布置多个水位、流速实际监测点，各个水位、流速实际监测点均连续对运河的实际水流情况进行监测；S2：建立一维、二维、三维联合数学模型，并进行各个工况下的数值模拟计算；一维数学模型的模拟范围为第一船闸的上游和第二船闸的下游的水域，所述一维数学模型用于获取整体水位波动与水面比降，并作为二维数学模型的边界条件；二维数学模型的模拟范围为第一船闸上游的引航道口门区、连接段，第一船闸和第二船闸之间的水域，以及第二船闸下游的引航道口门区、连接段，所述二维数学模型用于获取引航道水位波动、流动分布，并作为三维数学模型的边界条件；三维数学模型的模拟范围为第一船闸上下游的引航道导航调顺段及停泊段，以及第二船闸上下游的引航道导航调顺段及停泊段，所述三维数学模型用于获取流场结构；在第一船闸上游，第一船闸、第二船闸之间，第二船闸下游均布置多个虚拟监测断面，每个虚拟监测断面布置多个虚拟水位、流速监测点，每个虚拟水位、流速监测点的位置和实际监测点一一对应；确定计算工况，所述计算工况包括：船闸水位组合，船闸运行方式，闸首充水阀门开启速度；进行各个工况下的一维、二维、三维联合数值模拟计算，得到各个虚拟监测断面的水流分析结果；S3：将同一计算工况下虚拟监测点测得的水流数据和实际监测点测得的水流数据进行比对，若误差在阈值以内，则进入步骤S4；若误差超过阈值，则返回S2修改一维、二维、三维联合数学模型，直至误差在阈值以内；S4：构建预测最大流速、最大波高、最大水面比降的神经网络模型并进行训练，得到训练后的神经网络模型：最大流速＝F船闸水位组合，船闸运行方式，闸首充水阀门开启速度，虚拟监测测点测得的水流数据最大波高＝G船闸水位组合，船闸运行方式，闸首充水阀门开启速度，虚拟监测测点测得的水流数据最大水面比降＝K船闸水位组合，船闸运行方式，闸首充水阀门开启速度，虚拟监测测点测得的水流数据若同一计算工况下，已经获得了实际监测点测得的水流数据，则将实际监测点测得的水流数据替换虚拟监测点测得的水流数据，将实际监测点测得的水流数据代入神经网络模型进行训练；S5：将船闸充泄水运行中船闸水位组合，船闸运行方式，闸首充水阀门开启速度，实际监测点测得的水流数据输入S4训练后的神经网络模型，得到最大流速，最大波高，最大水面比降的预测值，根据预测值判定是否满足通航要求，若判定不满足通航要求，则发出预警。

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