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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法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：CN120163027B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18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：202510637332.9，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法是由贾永刚;江龙;单红仙;刘汉露;贾振田;张瑜梦;张正荣;王思明;朱超祁设计研发完成，并于2025-05-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法,包括数据采集与初步分析、计算地下水排泄对海床压力传递的影响、计算地下水排泄修正的临界剪切应力、计算海底地下水排泄引起的海床侵蚀量、模拟结果与应用、验证方法和优化方案。通过本发明的技术方案，解决现有海床侵蚀量计算模型缺乏考虑海底地下水排泄因素而导致计算结果可能不符合实际情况的问题。通过计算海底地下水垂向排泄对海床压力分布变化、海床土体有效应力变化、修正海床侵蚀发生的临界剪切应力并计算地下水排泄影响下的海床侵蚀深度，对水下三角洲等地下水排泄较发育的地区具有重要作用。

本发明授权水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种水下三角洲地下水垂向排泄作用下海床侵蚀量的计算方法，其特征在于,具体包括以下步骤： 步骤S1、数据采集与初步分析： 步骤S1-1、地下水排泄数据采集： 采集地下水排泄通量，排泄速率，地下水压力； 步骤S1-2、海床沉积物特性分析： 获取海床沉积物中值粒径Dcm、孔隙率、渗透系数； 步骤S1-3、初步水文地质建模： 计算地下水流动和压力场，模拟一维情况下地下水流动方程，不考虑非均匀介质和孔隙度，用水力梯度表示为： 其中，为海床沉积物的渗透系数，S为地下水的源项（自然补给、人工活动等，可用地下水排泄通量Q计算），t为时间，x为水平方向的空间坐标，h为水力梯度； 步骤S2、计算地下水排泄对海床压力传递的影响: 步骤S2-1、压力传递模型: 地下水排泄引起的压力变化Δ影响土体的有效应力： Δ 其中，为地下水的密度，g为重力加速度，为最终的水力梯度，为最初的水力梯度； 步骤S2-2、海底地下水排泄修正的有效应力： 考虑海底地下水排泄的土体有效应力计算公式： 其中，为总应力，为静水压力，Δ为地下水排泄引起的压力变化； 步骤S3、计算地下水排泄修正的临界剪切应力： 步骤S3-1、考虑地下水排泄，修正后的临界shields参数 其中，h为水力梯度，为临界水力梯度，为经典Shields参数； 步骤S3-2、考虑地下水排泄的临界剪切应力公式： 临界剪切应力计算公式： 其中，为考虑地下水排泄的修正后的临界Shields参数，为沉积物颗粒的密度，为地下水的密度，g为重力加速度，D为海床沉积物中值粒径，为有效应力比例因子，为地下水排泄速率； 步骤S4、计算海底地下水排泄引起的海床侵蚀量： 步骤S4-1、计算海床侵蚀速率： 其中，为侵蚀深度，为实际的床面切应力，为考虑地下水排泄影响的临界剪切应力，和为经验系数，为有效应力比例因子； 步骤S4-2、计算海床侵蚀深度： 将临界切应力随时间变化的公式代入侵蚀深度计算模型并对时间进行积分，可以得到侵蚀深度随时间的变化： 其中,为初始侵蚀深度； 步骤S5、模拟结果与应用： 步骤S5-1、模拟前的准备： 步骤S5-1-1、初始条件设定： 初始地下水压力、初始水力梯度、初始地下水排泄速率、海床沉积物的颗粒密度、海床沉积物的渗透系数、海床沉积物的孔隙率、海床沉积物的中值粒径D、海床沉积物相对密度s及其变化范围、时间步长； 步骤S5-1-2、模拟区域和网格划分： 根据研究区域，进行水平方向和垂直方向的网格划分； 步骤S5-2、模拟过程： 使用以下步骤在模拟中计算不同时间内的海床侵蚀深度： 步骤S5-2-1、计算地下水压力随时间变化 根据地下水流动方程和前述的地下水压力变化公式： 逐步计算每个时间步长下的地下水压力；使用有限差分法进行空间和时间的离散化，用下式计算： 其中，为在下一个时间步时刻，位置x处的地下水压力；为在当前时间步时，位置x处的地下水压力； 步骤S5-2-2、计算有效应力： 有效应力的变化是由于地下水排泄引起的压力差变化；每个时间步长内的有效应力可以通过以下公式计算： 步骤S5-2-3、计算临界剪切应力： 根据上述公式分别计算不同位置x和不同时刻t时的水力梯度，进而计算地下水排泄修正后的Shields参数，最后计算临界切应力的值； 步骤S5-2-4、海床侵蚀深度的更新： 考虑地下水排泄的海床侵蚀速率计算公式为 不同位置、不同时间时海床侵蚀深度对应的计算公式为；同样使用有限差分法对计算海床侵蚀深度的微分方程进行时间离散化，得到： 其中，为在下一个时间步的侵蚀深度，为当前时间步的侵蚀深度，为时间步长，为当前时间步的床面剪切应力，为当前时间步的临界剪切应力； 步骤S5-2-5、模拟结果输出与展示： 通过计算得到的得到不同时间点的海床侵蚀深度； 步骤S6、验证方法和优化方案： 步骤S6-1、验证方法： 步骤S6-1-1、收集数据： 收集地下水排通量，排泄速率，压力，以及海床侵蚀深度；现场测量海床的床面剪切应力； 步骤S6-1-2、对比模拟计算结果与实测数据： 对模拟结果在空间上取平均得到 式中，X为空间网格总数，x为每个空间网格的长度，为不通空间位置、不同时间下的海床侵蚀深度；实际监测数据为，对比两者；计算误差： 或者使用均方根误差RMSE来评估误差： 其中，N为数据点的总数； 步骤S6-1-3、误差分析： 根据误差计算，调整模型参数使模拟结果更加接近实测数据； 步骤S6-2、优化方案： 步骤S6-2-1、调整模型参数： 根据验证结果，调整以下关键参数： 海床沉积物的渗透系数： 调整海床沉积物渗透系数，使得模拟的地下水排泄速率更符合实测值： 其中，A为地下水排泄区域的横截面积，为地下水压力差； 经验系数和： 调整经验系数以改进侵蚀速率公式： 步骤S6-2-2、提高模拟精度： 时间步长： 调整时间步长以提高模拟的精度： 其中，为模拟的总步数； 空间步长： 优化空间步长以提高空间分辨率，确保地下水排泄的相关参数精确模拟。

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