复杂河网及河口水沙动力高效精准模拟关键技术

技术来源

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技术简介

       该技术研发了缺失地形高精度重构 、水沙动力数学模型参数快速率定和稳定高速计算成套方  法等一系列关键技术 ，可根据其他河道实测地形和 目标河道遥感影像 、断面数据重构获取目标河  道高精度地形 ， 自动寻找模型最优糙率场参数 ， 实现了复杂河网模型的高效 、精确 自动率定 ， 消  除传统 CFL数限制 ，可对跨尺度模型采用超大计算步长 ， 大幅缩短计算时间且兼顾计算稳定性， 突破了传统河道缺失地形重构与河床阻力系数确定方法具有较大随机性及经验性的难题 ，极大提  升了复杂河网及河口水沙动力模拟的效率与精准度 。技术特点： 该技术采用改进的流体体积算法  （VOF） 捕捉薄层高速水体 、面贴合算法反演不规则岸线和起伏地形 、二维三维多尺度耦合算法  引入实际海洋动力 ，确保了河口海岸堤防越浪预报的精度和效率 。

技术指标

     （1） 运用复杂地形反演面贴合技术 ，可将不规则岸线和堤防结构形态的反演精度提高 40%以 上 ，效率提高 150%以上 ，单次时间基本控制在 10min 以内 。

（2） 采用改进的流体体积算法 ，可将海洋动力沿堤防表面传播的模拟精度提高 50%以上 ，且 模型稳定性提高 30%以上 。

      (3） 采用二维  三维多尺度耦合技术 ，可将模型的计算效率提高 70%以上 。

    （4） 水位允许偏差 ±5cm ，涨落潮段平均流速允许偏差 ±6% ，汊道分流比允许偏差 ±5% 。

应用范围及前景

        该技术主要适用于河口海岸堤防越浪预报 ， 为堤防设计 、洪水期或台风期堤岸风险评估及防 灾减灾提供技术支撑 ，具有复杂地形反演快 、大变形水面捕捉精度高 、计算稳定性好 、计算速度 快等特点 。在全面提升国家水安全保障能力 ，坚持“ 四预” 防御洪潮涝灾害的背景下 ， 可广泛推 广至各级水利防汛部门 、应急部门 、工程设计和运维部门 ， 为堤防设计 、洪水期或台风期堤岸风 险评估及沿岸城市防灾减灾提供技术支撑 。

持有单位： 珠江水利委员会珠江水利科学研究院

单位地址： 广东省广州市天河区天寿路 80号珠江水利大厦

联  系  人： 陈高峰

联系方式： 15920179188、02087117188