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原文传递一种近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法

专利名称：	一种近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法
摘要：	本发明提供一种近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，包括：获取定位浮标装置实测的泥沙运动轨迹；基于获取的实测数据，构建泥沙追踪模型Sed‑Track，并对泥沙追踪模型Sed‑Track进行训练，实现近海的港口码头淤积泥沙的数值模拟；基于训练后的泥沙追踪模型Sed‑Track，进行近海港口码头淤积泥沙来源追踪，确定泥沙的来源。本发明通过对近海港口码头淤积泥沙来源规律的研究和分析，可以预测海岸侵蚀和海岸堆积的趋势和程度，根据泥沙的来源制定减轻港口淤积泥沙的方案。近海港口码头淤积泥沙来源追踪技术可以为海洋工程的设计、施工和维护提供依据和指导。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连海事大学
发明人：	程知欣;杜朝鹏;洪国强;李琴;季则舟;尤再进
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311155921.0
公开号：	CN117131698A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	高意;李洪福
分类号：	G06F30/20;G06F111/10;G06F119/20;G06F119/18;G;G06;G06F;G06F30;G06F111;G06F119;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/20;G06F119/18
申请人地址：	116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
主权项：	1.一种近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，其特征在于，包括：获取定位浮标装置实测的泥沙运动轨迹；基于获取的实测数据，构建泥沙追踪模型Sed-Track，并对泥沙追踪模型Sed-Track进行训练，实现近海的港口码头淤积泥沙的数值模拟；基于训练后的泥沙追踪模型Sed-Track，进行近海港口码头淤积泥沙来源追踪，确定泥沙的来源。 2.根据权利要求1所述的近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，其特征在于，所述获取定位浮标装置实测的泥沙运动轨迹，具体包括：调整定位浮漂的数据回传时间和定位经度；充满电后，给定位器包裹一层防撞缓冲材料；选取合适的密封瓶，将定位器装入密封瓶并做好防水措施；根据实际要求和潮汐表选取投掷点和投掷时间；定时观察定位浮漂的运动情况并记录；当观察到定位浮漂已经停止工作或已经停止移动，及时记录该时刻的坐标；提取实验数据，并对其运动轨迹的时间和坐标进行处理；将处理后的数据绘制成运动轨迹图，得到定位浮标装置实测的泥沙运动轨迹。 3.根据权利要求1所述的近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，其特征在于，所述构建的泥沙追踪模型Sed-Track，可以考虑海洋漂浮颗粒的特定行为，包括独立粒子的平流、分散、风阻、下沉、沉降、搁浅和重新漂浮过程，其中：泥沙追踪模型Sed-Track中粒子在时间t+Δt的水平位置X表示为：其中，U＝(u,v)和Kh分别表示水平流速矢量和扩散系数；i和j分别表示纬向(x)和经向(y)的单位向量；R表示在每个时间步生成的随机数，从-1到1，在每个时间步生成的平均值和标准差为0到1；X(t)表示粒子在时间t的原始水平位置；UΔt表示平流位移，表示水平湍流扩散引起的随机位移；泥沙追踪模型Sed-Track中粒子在时间t+Δt的垂直位置Z表示为： Z(t+Δt)＝Z(t)+w(t)Δt 其中w、ws和Kz分别表示垂直速度、沉降速度和垂直扩散系数；Z(t)表示粒子在时间t的原始垂直位置；泥沙追踪模型Sed-Track中使用了两个扩散系数Kh和Kz，方程式右侧的最后一项来自湍流扩散过程中的随机运动。 4.根据权利要求1所述的近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，其特征在于，所述对泥沙追踪模型Sed-Track进行训练，实现近海的港口码头淤积泥沙的数值模拟，具体包括：绘制使用地区的海岸线以及重要的海岛岸线；将重要岛屿岸线加入到input_conf.m内；调整泥沙追踪模型Sed-Track的参数，包括运行开始时间，地点，运行时长；调整泥沙追踪模型Sed-Track中的限制参数，包括独立粒子的平流、分散、风阻、下沉、沉降、搁浅和重新漂浮；根据需求选择正向追踪或者反向追踪；待运行结束后，导出模拟数据，并绘制运动轨迹图；若运动轨迹比较符合实际，则进行验证；运动轨迹不符合实际，则需继续调整各项参数。 5.根据权利要求1所述的近海港口码头淤积泥沙来源追踪方法，其特征在于，所述基于训练后的泥沙追踪模型Sed-Track，进行近海港口码头淤积泥沙来源追踪，确定泥沙的来源，具体包括：使用验证完成后的泥沙追踪模型Sed-Track，确定泥沙淤积的位置信息和时间信息；在确定泥沙淤积的位置信息和时间信息后，大量投放下反追踪粒子；待运行结束后整理模拟数据，并将整理完成后的数据进行绘图分析；记录反向追踪的各个粒子的最终落点；追踪粒子最终落点较密集的区域为泥沙的主要来源地，这部分泥沙的主要运动轨迹为泥沙的输运路线。
所属类别：	发明专利