(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 202211062126.2 (22)申请日 2022.09.01 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115130935 A (43)申请公布日 2022.09.30 (73)专利权人 珠江水利委员会珠 江水利科 学研 究院 地址 510000 广东省广州市天河区天寿路 80号 (72)发明人 刘晓建　侯堋　胡晓张　黄春华　 朱小伟　刘霞　刘诚　王其松　 王斌　郭辉群　王强　陈弈芬　 刘琴琴　周晨琦　岳鸿禄　(74)专利代理 机构 深圳市沈 合专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 44373 专利代理师 沈祖锋 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 雷佳 (54)发明名称 生态海堤防灾减灾效能分析方法、 装置、 电 子设备及 介质 (57)摘要 本发明涉及水利工程技术， 揭露了一种生态 海堤防灾减灾效能分析方法， 包括： 对目标海堤 进行海堤 生态化； 对目标生态海堤建立三维空间 流体动力； 以及进行堤身波浪爬高模拟及堤顶越 浪模拟， 得到越浪量指标； 计算目标生态海堤的 波流底部切应力， 建立泥沙运动模型， 利用泥沙 运动模型计算泥沙悬移质 泥沙输运量和推移质 泥沙运移量； 根据泥沙悬移质泥沙输运量和推移 质泥沙运移量计算海岸床面变化指标， 根据海岸 床面变化指标确定目标生态海堤的堤前滩涂发 育指标； 根据越浪量指标和堤前滩涂发育指标计 算目标生态海堤的防灾减灾效能等级。 本发明还 提出一种生态海堤防灾减灾效能分析装置、 电子 设备以及介质。 本发明可以提高生态海堤防灾减 灾时的效能。 权利要求书4页 说明书15页 附图4页 CN 115130935 B 2022.11.25 CN 115130935 B 1.一种生态海堤防灾减灾效能分析 方法， 其特 征在于， 所述方法包括： S1、 利用预设的植被、 环境友好材料及生态工法对目标海堤进行海堤生态化， 得到目标 生态海堤； S2、 利用预设的纳维 ‑斯托克斯方程及预设的PIMPLE算法对所述目标生态海堤建立三 维空间流体动力， 其中所述利用预设的纳维 ‑斯托克斯方程及预设的PIMPLE算法对所述目 标生态海堤建立 三维空间流体动力， 包括： S21、 获取 所述目标生态海堤的植物群 体的拖曳力和惯性力； S22、 根据预设质量和动量守恒定律、 所述拖曳力及所述惯性力对三维不可压缩的纳 维‑斯托克斯方程进行 滤波处理， 得到控制方程， 其中所述控制方程 为： 其中， 为体积平均速度， 体积平均有效粘度， 为体积平均动压力， 体积平 均密度， 为拖曳力， 为惯性力， 为速度的第 个水平分量， 为速度的第 个 竖直分量， 为第 个分量的重力加速度， 为流体流动时间， 为在体积水平分量 平均速度下的流体体积密度， 为体积竖直分量平均速度， 其中拖曳力和惯性力是用于 考虑本模型中植被引起的动量损失； S23、 利用所述PIMPLE算法对所述控制方程进行求解， 得到质量守恒的压力场和速度 场； S24、 利用有限体积法对所述控制方程进行网格区域离 散， 得到网格单 元区域； S25、 对所述网格单元区域设置边界条件， 利用所述边界条件将所述网格单元区域划分 为造波区和 消波区； S26、 根据所述压力场、 所述速度场、 所述造波区及所述消波区建立所述三维空间流体 动力； S3、 通过所述三维空间流体动力对所述目标生态海堤进行堤身波浪爬 高模拟及堤顶越 浪模拟， 得到越浪量指标； S4、 利用预设的海岸水动力模型计算所述目标生态海堤的波流底部切应力， 根据所述 波流底部切应力计算推移质泥沙运移量， 利用预设的对流扩散方程计算悬移质泥沙输运 量； S5、 利用预设的有限面积法将所述三维空间流体动力映射到二维床面， 根据所述悬移 质泥沙输运量和所述推移质泥沙运移量计算所述二维床面变化指标， 利用预设的艾克纳方 程根据所述 二维床面变化指标确定所述目标生态海堤的堤前 滩涂发育指标； S6、 根据所述越浪量指标和所述堤前滩涂发育指标计算所述目标生态海堤的防灾减灾 效能等级。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115130935 B 22.如权利要求1所述的生态海堤防灾减灾效能分析方法， 其特征在于， 所述通过所述三 维空间流体动力对所述目标生态海堤进行堤身波浪爬高模拟及堤顶越浪模拟， 得到越浪量 指标， 包括： 利用预设的孔隙介质经验公式计算所述目标生态海堤的渗 流经验系数： 其中， 为所述渗流经验系数中的线性项系数， 为所述渗流经验系数中的非线性项系 数， 为海岸床面 孔隙率； 通过所述三维空间流体动力根据所述渗流经验系数对所述目标生态海堤进行堤身波 浪爬高模拟， 得到波浪爬高值； 通过所述三维空间流体动力对所述目标生态海堤进行堤顶越浪模拟， 得到平均越浪 量； 利用预设加权算法计算所述波浪爬 高值和所述平均越浪量的加权越浪指标， 将所述加 权越浪指标作为所述越浪量指标。 3.如权利要求1所述的生态海堤防灾减灾效能分析方法， 其特征在于， 所述利用预设的 海岸水动力模型计算所述目标生态海堤的波流底部切应力， 包括： 获取所述目标生态海堤的泥沙颗粒粗糙高度、 泥沙输移粗糙高度及海岸床面形态粗糙 高度； 利用预设的粗糙高度公式根据 所述泥沙颗粒粗糙高度、 所述泥沙输移粗糙高度及所述 海岸床面形态粗 糙高度计算所述目标生态海堤的波流底部粗 糙高度： 其中， 为所述波流底部粗糙高度， 为所述泥沙颗粒粗糙高度， 为所述泥沙输移 粗糙高度， 为所述海岸床面形态粗 糙高度； 根据所述波流底部粗 糙高度确定纯 水流底部切应力和纯波浪底部切应力； 利用预设的底部切应力公式根据所述纯水流底部切应力和所述纯波浪底部切应力计 算所述波流底部切应力： 其中， 为所述波流底部切应力， 为所述纯水流底部切应力， 为所述纯波浪底部 切应力。 4.如权利要求1所述的生态海堤防灾减灾效能分析方法， 其特征在于， 所述利用预设的 对流扩散方程计算悬移质泥沙 输运量， 包括： 获取水流运动过程中的泥沙携带量及水流 流速；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115130935 B 3