(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211050197.0 (22)申请日 2022.08.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115114809 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 中交 （天津） 生态 环保设计研究院 有限公司 地址 300450 天津市河西区郁江道17号陈 塘科技孵化器 347室 (72)发明人 赵津京　胡保安　田会静　王华原　 王天祥　杨帆　王晓彤　廉莲　 李泽旭　金玉盟　 (74)专利代理 机构 天津市鼎和专利商标代理有 限公司 12101 专利代理师 王超(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) 审查员 王颖 (54)发明名称 一种装舱溢流施工流失量的计算方法及系 统 (57)摘要 本发明属于装舱流失量计算方法技术领域， 尤其涉及一种装舱溢流施工流失量的计算方法 及系统， 所述装舱溢流施工流失量的计算方法包 括以下步骤： 步骤一： 基础数据搜集； 步骤二： 潮 流模型搭建； 步骤三： 计算折算后的溢流泥沙浓 度： 折算后的溢流泥沙浓度为监测的稳定泥沙浓 度乘以折减系数Cv和Cs， 其中， 所述Cv为船舱体 积引起的折减系数， Cv 为0.8‑1， 所述Cs为泥沙 粒 径引起的折减系数； Cs为0.8 ‑1； 步骤四： 溢流泥 沙运动模型搭建； 步骤五： 不同时间段的溢流模 拟和流失量计算。 本发明提供一种能计算出落到 航道范围外的泥沙的装舱溢流施工流失量的计 算方法及系统。 权利要求书4页 说明书9页 附图4页 CN 115114809 B 2022.11.22 CN 115114809 B 1.一种装舱溢流施工流失量的计算方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一： 基础数据搜集； 步骤二： 潮流模型搭建： 根据步骤一的基础数据， 采用水动力数值模拟软件搭建潮流模 型， 潮流模型范围包括： 岸边 ‑航道工程区 ‑外海深水区， 其中外海深水区作为模型的开边 界， 所述步骤二包括以下步骤： S1， 根据所述 地形资料制作计算所需要的地形网格文件； S2， 将S1得到的地形网格文件以及所述风场资料， 所述模型开边界位置的潮汐表天文 潮潮位数据作为输入文件， 导入到模拟软件中， 设置时间步长、 模拟时间、 底摩阻、 涡粘系 数、 干湿边界参数； S3， 运行模型， 保存 采样点的潮位、 潮流的流速和流向、 计算网格面积的运 算结果； S4， 将S3得到的采样点的潮位、 潮流的流速和流向与步骤一中工程区近岸浅水区内至 少一个采样点的随时间变化的实测潮位数据以及实测潮流数据分别进 行比较， 即模型计算 得到的潮位和实测潮位比较， 模型计算得到的流速和实测 流速比较， 模型计算得到的流向 和实测流向比较； S5， 率定模型： 根据S4的比较结果， 调整模型参数， 重新运算模型并将实测数据与模拟 数据进行比较； S6， 重复步骤S5， 直至模拟数据和实测数据的误差满足规范中的精度要求； 步骤三： 计算折算后的溢流泥沙浓度： 折算后的溢流泥沙浓度为监测的稳定泥沙浓度 乘以折减系数Cv和Cs， 其中， 所述Cv为船舱体积引起的折减系数， Cv为0.8 ‑1， 所述Cs为泥沙 粒径引起的折减系数； Cs为0.8 ‑1； 步骤四： 溢流泥沙运动模型搭建： 根据所述步骤二得到的潮流模型搭建溢流泥沙运动 模型， 将溢流泥沙设为移动点源， 移动点源的运动轨迹根据挖泥 船施工轨迹进 行设置， 移动 点源参数包括船舱溢流口流量和步骤三得到的溢流泥沙浓度， 溢流泥沙模 型中输入泥沙沉 降速度， 运行模型后得到海床上航道范围内的溢流泥沙沉降量； 用步骤三得到的溢流泥沙 浓度乘以溢流施工时间， 得到挖泥船 的溢流泥沙总量； 用溢流泥沙总量减去海床上航道范 围内的溢流泥沙沉降量， 得到航道外溢流泥沙量， 即溢流泥沙损失量； 步骤五： 不同时间段的溢流模拟和流失量计算： 选择涨潮、 落潮、 平潮或停潮各一个时 间段， 计算一次溢流泥沙损失量， 然后求至少三次结果的平均值， 作为单次装舱溢流施工流 失量； 将记录的挖泥船装舱溢流施工作业次数乘以单次装舱溢流施工流失量， 可以得到施 工期间的全部装舱溢流施工流失量。 2.根据权利要求1所述装舱溢流施工流失量的计算方法， 其特征在于， 所述步骤一中基 础数据包括气象资料、 地形资料、 潮位资料、 潮流资料和泥沙资料， 以及挖泥船作业 参数： 气象资料： 所述气象资料包括 风场资料， 计算时间段内的风速风向时间序列； 地形资料： 所述 地形资料包括深水区的水 下地形和工程区近岸浅水区水 下地形资料； 潮位资料： 所述潮位资料包括模型开边界位置的随时间变化的潮汐表天文潮潮位数据 和工程区近岸浅水区内至少一个采样点的随时间变化的实测潮位数据； 潮流资料： 所述潮流资料包括工程 区近岸浅水区的至少一个点位的随时间变化的实测 潮流数据； 泥沙数据： 所述泥沙数据包括： 船舱溢流口流量， 溢流泥沙的粒径、 泥沙浓度和泥沙沉权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115114809 B 2降速度； 挖泥船作业 参数： 所述挖泥船作业 参数包括挖泥船的施工 轨迹和装舱溢流施工时间。 3.根据权利要求1所述装舱溢流施工流失量的计算方法， 其特征在于， 所述潮流模型的 开边界定在水 下底高程坡度小于1:10 00， 水深超过20m的地 点。 4.根据权利要求1所述装舱溢流施工流失量的计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤三中： 影响Cs的因素包括泥沙粒径和装舱时间： 对于粒径为0.05 ‑0.005mm的粉砂， 当装舱时间小于1小时， Cs为0.8 ‑0.85， 当装舱时间 为1‑2小时， Cs为0.85 ‑0.9， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cs为0.9 ‑0.93， 当装舱时间大于3小时， Cs为0.93 ‑1； 对于粒径为0.1 ‑0.05mm的极细砂， 当装舱时间小于1小时， Cs为0.85 ‑0.9， 当装舱时间 为1‑2小时， Cs为0.9 ‑0.93， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cs为0.9 3‑0.95， 当装舱时间大于3小时， Cs为0.95 ‑1； 对于粒径为0.25 ‑0.1mm的细砂， 当装舱时间小于1小时， Cs为0.9 ‑0.93， 当装舱时间为 1‑2小时， Cs为0.93 ‑0.95， 当装舱 时间为2‑3小时， Cs为0.95 ‑0.97， 当装舱 时间大于3小时， Cs为0.97 ‑1； 对于粒径为0.5 ‑0.25mm的中砂， 当装舱时间小于1小时， Cs为0.93 ‑0.95， 当装舱时间为 1‑2小时， Cs为0.95 ‑0.97， 当装舱 时间为2‑3小时， Cs为0.97 ‑0.98， 当装舱 时间大于3小时， Cs为0.98 ‑1； 对于粒径为2 ‑0.5mm的粗砂， 当装舱时间小于1小时， Cs为0.95 ‑0.97， 当装舱时间为1 ‑2 小时， Cs为0.97 ‑0.98， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cs为0.98 ‑0.99， 当装舱时间大于3小时， Cs为 0.99‑1； 影响Cv的因素包括船舱体积和装舱时间： 船舱体积20000m3以上时， 当装舱时间小于1小时， Cv为0.8 ‑0.85， 当装舱时间为1 ‑2小 时， Cv为0.85 ‑0.92， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cv为0.92 ‑0.95， 当装舱时间大于3小时， Cv为 0.95‑0.99； 船舱体积10000~20000m3时， 当装舱时间小于1小时， Cv为0.85 ‑0.88， 当装舱时间为1 ‑2 小时， Cv为0.88 ‑0.94， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cv为0.94 ‑0.96， 当装舱时间大于3小时， Cv为 0.96‑0.99； 船舱体积6000~10000m3时， 当装舱时间小于1小时， Cv为0.86 ‑0.9， 当装舱 时间为1‑2小 时， Cv为0.9 ‑0.95， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cv为0.95 ‑0.97， 当装舱时间大于3小时， Cv为 0.97‑1； 船舱体积6000m3以下时， 当装舱时间小于1小时， Cv为0.88 ‑0.92， 当装舱时间为1 ‑2小 时， Cv为0.92 ‑0.96， 当装舱时间为2 ‑3小时， Cv为0.96 ‑0.98， 当装舱时间大于3小时， Cv为 0.98‑1。 5.一种装舱溢流施工流失量的确定系统， 其特征在于： 所述装舱溢流施工流失量的确 定系统用于实现权利要求1 ‑4任一项所述装舱溢流施工流失量的计算方法， 所述装舱溢流 施工流失量的确定系统还 包括： 数据搜集模块： 基础数据搜集； 潮流模型搭建模块： 根据步骤一的基础数据， 采用水动力数值模拟软件搭建潮流模型，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115114809 B 3