通过航行闸门准确预测盐水入侵需要航道交通模拟建模

• 盐度测量使得分析性闸门交换模型的验证成为可能。 • 没有校准的循环平均计算可能低估盐分入侵。 • 将船舶交通和闸门交换模型结合，实现时变计算。 • 时变闸门交换模型可以在没有校准的情况下得出准确结果。 • 我们的方法提高了在变化条件下未来的闸门设计与操作。航行闸门使船舶在隔离水体之间通行，但也会引发水体交换，导致盐水入侵。在干旱期间，限制该入侵的操作策略会造成船舶延误。因此，准确估算盐水入侵对优化这些策略至关重要。目前的分析性闸门交换模型，例如海闸公式，是满足这一目的的合适且计算效率高的选项。然而，这些模型的性能依赖于对闸门操作的稀缺门状态数据。为了克服这一挑战，我们提出了一种新方法，将海闸公式与航道交通模型OpenTNSim集成，从可获取的船舶数据中推导出时变的闸门操作参数。这种方法独特地实现了对盐水入侵和交通性能的缓解策略的同时评估。应用于全球最大的IJmuiden闸门，该模型针对测得的盐浓度和操作记录进行了验证。在预测中，我们的方法显著提高了分析模型的准确性，将长期盐水入侵错误从+22.2%减少到−2.6%。这标志着在水力和航行目标之间系统探索权衡的关键进展，使得首次实现了在封闭水道系统中平衡水力保护和航行效率的综合闸门管理策略。