(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111269144.3 (22)申请日 2021.10.2 9 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司舟山供电 公司 地址 316021 浙江省舟山市定海区临城街 道定沈路6 69号 申请人 浙江大学　 浙江大学舟山海洋研究中心 (72)发明人 闫循平　孙志林　丁凯璇　丛贇　 孙晓龙　侯松生　谢仕挺　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 贾玉霞 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01)G06F 30/25(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/16(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于非均匀沙起动的海底冲刷区确定 方法 (57)摘要 本发明公开一种基于非均匀沙起动 的海底 冲刷区确定方法， 首先收集目标海域的每个采样 点的水深和底质特征相关参数， 确定泥沙级配情 况， 采用非均匀沙起动公式计算泥沙分级起动流 速； 选定目标海域， 确定海洋动力模型的整体范 围， 收集该海域水深与海岸线数据以及模拟台风 暴潮需要的台风数据； 构建风暴潮数值模型， 进 行数值模拟， 提取目标海域风暴潮流速场时间变 化， 得到每个网格点的风暴潮最大流速； 通过数 学插值将目标海域每个采样点计算得出的分级 起动流速插值到数值模型网格节 点上， 比较每个 网格节点的风暴潮最大流速和多个粒级的起动 流速， 确定冲刷点； 汇总所有存在冲刷网格节点， 得出海底冲刷区。 该冲刷区的确定能为海缆铺设 施工提供 科学指导。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114117951 A 2022.03.01 CN 114117951 A 1.一种基于非均匀沙起动的海底冲刷区确定方法， 其特 征在于， 该 方法包括如下步骤： 步骤一： 收集目标海域的每个采样点的水深和底质特征相关参数， 确定泥沙级配情况， 采用非均匀沙起动公式计算泥沙分级起动流速 其中， Vkc为第k粒级泥沙起动流速， h为水深， Dm为中值粒径， ρs为沙粒密度， ρ 为海水密 度， ρ′s为泥沙干密度， 取1.6t/m3， 为泥沙稳定干密度， g为重力加速度， Dk为第k粒级平均 粒径， σD为泥沙粒径均方差， h0为分子引力附加水头， δ为颗粒间空隙的特征厚度， 取2x10‑ 7m； 步骤二： 选定目标海域， 确定海洋动力模型的整体范围， 收集该海域水深与海岸线数据 以及模拟台风暴潮需要的台风数据； 构建风暴潮数值模型， 进 行数值模拟， 提取目标海域的 风暴潮流速场时间变化， 得到每 个网格点的风 暴潮最大流速Vmax； 步骤三： 通过数学插值方法将步骤一中目标海域每个采样点计算得出的分级起动流速 插值到数值模型网格节点上， 比较每个网格节点的风暴潮最大流速Vmax和多个粒级的起动 流速Vc， 当Vmax≥Vc， 表明该粒级泥 沙存在冲刷可能， 当存在冲刷可能的所有粒级体积百 分比 达到冲刷 判断标准， 则认为网格节点为冲刷点； 汇总所有存在冲刷网格节点， 得出海底冲刷 区。 2.根据权利要求1所述的基于非均匀沙起动的海底冲刷区确定方法， 其特征在于， 由于 底质取样与模型网格不匹配， 通过网格平均、 三角内插与内部扩散将分级起动流速插值到 网格节点上。 3.根据权利要求1所述的基于非均匀沙起动的海底冲刷区确定方法， 其特征在于， 以存 在冲刷可能的所有粒级体积百分比达 到5％为冲刷标准， 判断计算网格节点是否为冲刷点。 4.根据权利要求1所述的基于非均匀 沙起动的海底冲刷区确 定方法， 其特征在于， h0＝ 1.2m。 5.根据权利要求1所述的基于非均匀沙起动的海底冲刷区确定方法， 其特征在于， 步骤 二的风暴潮数值模拟过程中， 台风场模式选用考虑海面阻力项的孙志林 ‑钟汕鸿改进台风 场模式， 公式如下： 台风最大风速半径按如下公式计算：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117951 A 2式中： P∞为外围气压； P0为台风中心气压； R为最大风速半径； Vs为梯度风速； δa为层流底 层厚度， 取0.15m； ν为大气粘滞系数， 取15.8 ×10‑6m2/s； ρa为大气密度； Vcξ和Vcη为台风移行 风速在ξ和η方向的分量； θ为梯度风吹入角； Pmin为中国近海测得的最低中心气压， 取 895hPa； Rmin为Pmin对应的最大风速半径均值， 为27.9km； k取10.5 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117951 A 3