【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种堤防溃决及洪水演进模拟方法，属于水利工程。
技术介绍
1、堤防是防洪工程体系中的重要一环，受到堤防保护的区域称为保护区。对于堤防岸线长、地质条件复杂的地区，堤防建设的防洪标准不够或者堤防质量不达标都有可能造成堤防的溃决问题。堤防一旦溃决将会给保护区内人员的生命和财产安全造成重大威胁，因此，需要对堤防溃决及洪水演进过程进行模拟。
2、由于天然溃堤洪水演进范围的边界条件不规则，模拟过程中使用矩形网格对复杂边界条件适应性不强，因此常采用非结构网格以增强对复杂边界条件的适应性。而使用非结构网格计算溃口地形坍塌时，由于涉及到多方向地形重构和梯度计算，导致算法复杂。同时，现有技术为了更好模拟溃口水流，一般在溃口区域采用较小尺寸非结构网格，其他区域采用较大尺寸非结构网格，由于计算时间步长为所有网格的时间步长最小值，而最小尺寸非结构网格时间步长往往最小，即计算区域内的时间步长由最小非结构网格尺寸单元决定，极大限制了计算效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种堤防溃决及洪水演进模拟方法，以解决现有技术使用非结构网格模拟堤防溃决及洪水演进过程存在的算法复杂、计算效率低的技术问题。
2、本专利技术提供了一种堤防溃决及洪水演进模拟方法，包括：
3、步骤1、采用矩形网格对堤防的决口区进行剖分、采用非结构网格对所述堤防一侧的河道和所述堤防另一侧的保护区分别进行剖分；
4、步骤2、获取所述非结构网格内的洪水信息，并将所述洪水信息
5、步骤3、利用水土耦合动力学模型确定所述决口区的溃决信息，并将所述溃决信息插值至所述非结构网格内，重复步骤2和步骤3，直至满足预设条件，完成堤防溃决及洪水演进模拟。
6、优选地，所述水土耦合动力学模型为包括河床变形方程的二维水动力学模型；所述河床变形方程根据上扬通量和沉降通量确定。
7、优选地，所述上扬通量根据近底含沙浓度与垂线含沙浓度差异系数、单颗粒泥沙静水沉降速度和局部水流推移质饱和输沙率确定。
8、优选地，所述上扬通量根据粘土冲刷速率和泥沙孔隙率确定。
9、优选地，所述沉降通量根据泥沙的深度平均体积含沙量、近底含沙浓度与垂线含沙浓度差异系数和单颗粒泥沙静水沉降速度确定。
10、优选地，所述矩形网格的长边长度小于所述非结构网格的最短边的长度。
11、优选地，所述非结构网格为三角形网格。
12、优选地，所述洪水信息包括水深和流速。
13、优选地，所述溃决信息包括水深、流速和地形高程。
14、优选地，获取所述非结构网格内的洪水信息，具体为：利用二维水动力学模型获取所述非结构网格内的洪水信息。
15、本专利技术的堤防溃决及洪水演进模拟方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：
16、本专利技术采用水土耦合动力学模型描述堤防溃决过程，不需要人为给定现有模型的溃决速率和最终溃口尺寸等参数，实现了堤防溃决过程的全自动模拟。本专利技术采用结构-非结构双重网格技术，兼顾了堤防溃决过程和溃决洪水演进计算的精度和效率。
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1.一种堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述水土耦合动力学模型为包括河床变形方程的二维水动力学模型；
3.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述上扬通量根据近底含沙浓度与垂线含沙浓度差异系数、单颗粒泥沙静水沉降速度和局部水流推移质饱和输沙率确定。
4.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述上扬通量根据粘土冲刷速率和泥沙孔隙率确定。
5.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述沉降通量根据泥沙的深度平均体积含沙量、近底含沙浓度与垂线含沙浓度差异系数和单颗粒泥沙静水沉降速度确定。
6.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述矩形网格的长边长度小于所述非结构网格的最短边的长度。
7.根据权利要求6所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述非结构网格为三角形网格。
8.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特
9.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述溃决信息包括水深、流速和地形高程。
10.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，获取所述非结构网格内的洪水信息，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述水土耦合动力学模型为包括河床变形方程的二维水动力学模型；
3.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述上扬通量根据近底含沙浓度与垂线含沙浓度差异系数、单颗粒泥沙静水沉降速度和局部水流推移质饱和输沙率确定。
4.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述上扬通量根据粘土冲刷速率和泥沙孔隙率确定。
5.根据权利要求2所述的堤防溃决及洪水演进模拟方法，其特征在于，所述沉降通量根据泥沙的深度平均体积含沙量、近底含沙浓度与...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫，倪玉芳，陈端，曹慧群，杨青远，夏沁雪，陈自怡，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：
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