中国科学院地理科学与资源研究所侯伟鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院地理科学与资源研究所申请的专利一种泥石流泥沙输移比计算方法、装置及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120257885B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510328703.5,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种泥石流泥沙输移比计算方法、装置及存储介质是由侯伟鹏;张晨笛;崔鹏;余国安;李怡帆设计研发完成,并于2025-03-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种泥石流泥沙输移比计算方法、装置及存储介质在说明书摘要公布了:本发明提供的一种泥石流泥沙输移比计算方法,包括:收集基础数据,计算一次泥石流冲出总体积;流通区运动阶段,将泥石流分为稀性和粘性两类,并将粘性泥石流分为龙头和龙身两部分,分别计算其运动速度,得到泥石流入汇主河流量;入汇主河阶段,根据泥石流入汇主河体积减去主河推移质输沙体积等于泥石流堆积体体积建立泥沙输移连续性方程,通过迭代计算得到堆积体最大长度随泥石流入汇时间的关系;冲刷阶段,将泥石流停止入汇时的堆积体最大长度和主河床面剪切应力作为初始值,通过迭代计算求得不同时刻的主河床面剪切应力及冲刷停止时的泥石流堆积体体积;由该体积和一次泥石流冲出总体积计算泥石流泥沙输移比。本方法物理泛化性强。
本发明授权一种泥石流泥沙输移比计算方法、装置及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种泥石流泥沙输移比计算方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1、收集基础数据,包括泥石流发生区域及泥石流入汇主河附近的气象、地形和水文数据;当判定一场降雨事件能触发泥石流时,获取该降雨事件对应的清水洪峰流量、泥石流洪峰流量和一次泥石流冲出总体积; 步骤S2、泥石流在流通区的运动阶段:将泥石流分为稀性泥石流和粘性泥石流,并将粘性泥石流分为龙头和龙身两部分;其中,针对所述稀性泥石流和所述粘性泥石流的龙身,视其在流通区内的运动速度保持不变,根据步骤S1得到的泥石流洪峰流量,计算泥石流在流通区内任一过流断面处的平均泥深和运动速度,以此计算泥石流入汇主河时的流量;针对粘性泥石流的龙头,视其在流通区内的运动速度随时间变化,先根据步骤S1得到的泥石流洪峰流量,计算龙头进入流通区时的最大高度和运动速度,将该运动速度作为龙头在流通区内的运动速度初始值,再基于能量守恒定律建立龙头运动的控制方程,通过动能、势能与阻力的瞬态耦合关系对龙头的运动速度进行迭代计算,直至龙头的运动距离达到流通区的沟道长度,终止迭代,将迭代终止时的运动速度作为龙头入汇主河时的运动速度,并根据该运动速度得到龙头入汇主河时的流量; 步骤S3、泥石流入汇主河阶段:由步骤S2获取的泥石流入汇主河时的流量建立泥石流入汇主河流量随入汇时间的函数关系;计算泥石流堆积体体积并将其表示为堆积体最大长度的函数;根据入汇处主河水流能量守恒方程和连续性方程计算泥石流入汇后的主河水深和主河床面剪切应力,代入单位宽度推移质体积输沙率公式计算主河推移质输沙率,均表示为堆积体最大长度的函数;根据任一时刻泥石流入汇主河总体积减去主河推移质输沙总体积等于泥石流堆积体体积建立入汇处泥沙输移连续性方程,通过迭代计算得到堆积体最大长度随泥石流入汇时间的函数关系,直至泥石流入汇主河总体积等于一次泥石流冲出总体积,终止迭代,泥石流入汇过程停止,计算此时的堆积体最大长度; 步骤S4、主河水流冲刷堆积体阶段:将步骤S3获取的泥石流停止入汇时的堆积体最大长度和主河床面剪切应力作为初始值,通过迭代计算求得泥石流停止入汇后不同时刻的主河床面剪切应力以及冲刷停止时的泥石流堆积体体积,具体地: 首先根据堆积体表面特征粒径计算当前时间步的床面活动层厚度,根据主河推移质输沙率和冲刷时间计算当前时间步的堆积体冲刷体积和冲刷深度;其次根据当前时间步的床面活动层厚度和某一粒径的推移质输沙率计算当前时间步冲刷停止时床面活动层剩余部分该粒径的比例,通过插值求得颗粒级配并根据特征粒径计算下一时间步的床面活动层厚度;接着根据该下一时间步的床面活动层厚度以及当前时间步的床面活动层剩余部分颗粒级配和堆积体原始颗粒级配计算下一时间步床面活动层中某一粒径的比例,通过插值求得下一时间步的床面活动层中值粒径;最后根据总冲刷深度计算当前时间步的泥石流堆积体最大长度和床面剪切应力,并根据当前时间步的床面剪切应力和活动层中值粒径计算床面无量纲剪切应力,当该床面无量纲剪切应力小于设定的床面无量纲临界剪切应力时冲刷停止,得到冲刷停止时的泥石流堆积体体积; 步骤S5、根据步骤S4得到的冲刷停止时的泥石流堆积体体积和步骤S1得到的一次泥石流冲出总体积计算泥石流泥沙输移比。
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