【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及河流堤防搶險，特別是指一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型與方法。
技術介紹
1、江河堤防安全事關國計民生，堤防潰口一旦發生，會給人們的生命財產安全帶來重大危害。在堤防潰口險情發生時，需進行堤防潰口封堵。堤防堵口結構眾多，比如拋石戧堤、拋鋼筋籠（石籠）戧堤、鋼柵攔石結構、鋼木組合架構、沉船、石袋堆碼結構、埽工結構、榪槎結構、水下拋填覆蓋、沉船等等，上述結構能否成功封堵潰口，受潰口流速、流量、潰口水深、河床物質條件等因素制約，如何精準確定堤防封堵結構直接影響堤防搶險進度和效率，關乎潰口封堵成敗。
2、現有技術通常利用經驗確定堤防封堵方法，效率低且嚴重影響潰口搶險效率。
3、因此，申請人考慮提出一種堤防封堵結構選擇模型與方法，可實現堤防潰口封堵結構精準快速選擇，為短窗口期堤防快速搶險提供可靠技術支撐。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于多因素作用下的堤防封堵結構選擇模型與方法，通過建立潰口封堵結構模型、潰口封堵控制元素模型、控制元素計算模型以及考慮多因素作用的堵口結構選擇模型，實現堤防潰口封堵結構精準快速選擇，為短窗口期堤防快速搶險提供可靠技術支撐。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，由以下方法構建獲得：
4、將潰口封堵結構劃分為截流降速類封堵結構、封堵潰口類封堵結構、閉氣類封堵結構，并建立潰口封堵結構模型
5、將潰口封堵控制元素劃分為水力類控制元素和地質條件類控制元素，并建立潰口封堵控制元素模型；
6、建立水力類控制元素計算模型，實現所述水力類控制元素的量化；
7、基于所述潰口封堵結構模型、潰口封堵控制元素模型、水力類控制元素計算模型，建立封堵結構選擇模型。
8、優選地，所述截流降速類封堵結構包括沉船、拋石戧堤、拋鋼筋籠/石籠戧堤；所述封堵潰口類封堵結構包括鋼柵攔石結構、鋼木組合架構、埽工結構、榪槎結構；所述閉氣類封堵結構包括水下拋填覆蓋。
9、優選地，所述水力類控制元素包括潰口流速 v、潰口流量 q、潰口水深 h；所述地質條件類控制元素包括河床物質條件。
10、優選地，所述封堵結構選擇模型的函數為：
11、；
12、其中， v、 q、 h、 m分別為潰口流速、潰口流量、潰口水深和河床物質條件，返回值中， e11=沉船、 e12=拋石戧堤、 e13=拋鋼筋籠/石籠戧堤、 e21=鋼柵攔石結構、 e22=鋼木組合架構、 e23=埽工結構、 e24=榪槎結構、 e31=水下拋填覆蓋。
13、優選地，所述潰口封堵結構模型如下：
14、；
15、其中， e為潰口封堵結構集合， e1為截流降速類封堵結構集合， e2為封堵潰口類封堵結構集合， e3為閉氣類封堵結構集合； e11=沉船、 e12=拋石戧堤、 e13=拋鋼筋籠/石籠戧堤、 e21=鋼柵攔石結構、 e22=鋼木組合架構、 e23=埽工結構、 e24=榪槎結構、 e31=水下拋填覆蓋。
16、優選地，所述潰口封堵控制元素模型如下：
17、；
18、其中， s為潰口封堵控制元素集合， s1=水力類控制元素集合， s2=地質條件類控制元素集合；
19、 s1包括 s11、 s12和 s13， s11=潰口流速、 s12=潰口流量、 s13=潰口水深；
20、 s2包括 s21， s21=河床物質條件。
21、優選地，所述潰口流速 v、潰口流量 q、潰口水深 h通過所述水力類控制元素計算模型進行計算獲得；所述水力類控制元素計算模型的計算公式如下：
22、；
23、式中： μ( t)為流速系數時間函數；△ hmax為潰口處最大水頭差，單位m； amax為最大潰口面積，單位m2； hmax為最大潰口水深，單位m。
24、優選地，所述 μ( t)的取值范圍為0.7~1.0。
25、本專利技術還提供了一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇方法，通過上述封堵結構選擇模型進行計算獲得返回值，根據返回值選擇封堵結構對潰口進行封堵。
26、相比于現有技術，本專利技術的有益效果為：
27、本專利技術提供的一種基于多因素作用下的堤防封堵結構選擇模型與方法，基于建立的潰口封堵結構模型，將封堵結構劃分為三類七要素，首次實現各類控制元素分類分級；通過潰口封堵控制元素模型和水力類控制元素計算模型，提煉出封堵控制因子兩類四要素，并實現了水力類三大控制要素量化計算，為精準選擇封堵結構提供可靠基礎；基于大量工程實踐，建立了堵口結構選擇模型，通過計算分析任意潰口封堵控制四大要素，可快速從潰口封堵結構模型選取最優封堵結構，實現潰口快速封堵，為短窗口期堤防快速搶險提供可靠技術支撐；本專利技術方法具有較好的適用性，適應所有河道堤防堵口搶險。
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1.一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：由以下方法構建獲得：
2.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述截流降速類封堵結構包括沉船、拋石戧堤、拋鋼筋籠/石籠戧堤；所述封堵潰口類封堵結構包括鋼柵攔石結構、鋼木組合架構、埽工結構、榪槎結構；所述閉氣類封堵結構包括水下拋填覆蓋。
3.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述水力類控制元素包括潰口流速V、潰口流量Q、潰口水深h；所述地質條件類控制元素包括河床物質條件。
4.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述封堵結構選擇模型的函數為：
5.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述潰口封堵結構模型如下：
6.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述潰口封堵控制元素模型如下：
7.根據權利要求3所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述潰口流速V、潰口流量Q、潰口
8.根據權利要求7所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述μ(t)的取值范圍為0.7~1.0。
9.一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇方法，其特征在于：通過權利要求1所述封堵結構選擇模型進行計算獲得返回值，根據返回值選擇封堵結構對潰口進行封堵。
...【技術特征摘要】
1.一種多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：由以下方法構建獲得：
2.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述截流降速類封堵結構包括沉船、拋石戧堤、拋鋼筋籠/石籠戧堤；所述封堵潰口類封堵結構包括鋼柵攔石結構、鋼木組合架構、埽工結構、榪槎結構；所述閉氣類封堵結構包括水下拋填覆蓋。
3.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述水力類控制元素包括潰口流速v、潰口流量q、潰口水深h；所述地質條件類控制元素包括河床物質條件。
4.根據權利要求1所述的多因素影響條件下堤防封堵結構選擇模型，其特征在于：所述封堵結構選擇模型的函數為：
5.根據權利要求1所述的多因素影響...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊啟貴，閆福根，閔征輝，郭建華，張興昊，鄭小康，
申請(專利權)人：長江勘測規劃設計研究有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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