渠道糙率率定误差分析

本文研究了渠道糙率率定误差与水力测量误差的函数关系。根据水力学原理,提出了计算渠道糙率率定误差的公式,然后计算分析了南水北调中线京石段应急供水工程实测流量、水深误差产生的渠道糙率率定的误差.得到重要结论:(1)微小的水力测量误差可能产生较大的渠道糙率率定误差,现有南水北调中线典型渠道原型观测糙率误差可达11%;(2)糙率的流量误差分量相对值与流量测量误差基本相同;(3)糙率的进出口水深误差分量绝对值非常接近,两者绝对值大小不仅与水深测量误差成正比,而且与渠道长度有关,当渠道过短时,糙率的水深误差分量将成倍增加。     

提高渠道糙率率定精度的方法

渠道糙率的现场率定是水力学研究的重要课题.由于水力量测时流量和水深测量值不可避免的会存在随机误差,如何减少测量误差对糙率率定的影响是必须解决的关键问题.在系统研究了测量误差、渠长及雍水对糙率率定误差影响的基础上,给出了计算渠道糙率率定误差的简化公式,提出了减小糙率率定误差的方法:1)使渠道进出口目测水深(水位)具有相同方向误差;2)合理的布设渠道测点;3)控制闸门开度减少渠道雍水坡度,另外,尽可能在设计等大流量工况率定糙率,因为这些工况雍水坡度较小.     

分布式水文模型在嵌套流域的应用与研究

基于物理基础的分布式水文模型通常用于详细描述小尺度流域的水文过程,在大尺度中应用时存在参数模拟问题。为了研究具有物理意义的模型参数随尺度变化的规律,将CASC2D模型应用于月潭、呈村组成的嵌套流域,对比分析了嵌套流域和流域内部网格模拟值的精度。结果表明:1嵌套流域内产流参数变化较小,汇流参数与流域尺度有一定的关系,随着流域面积的增大,坡面汇流糙率和河道汇流糙率均增大;2呈村流域模拟精度较高,降雨数据及其时空分布会对模拟精度产生重要影响;3模型对流域内部点的计算结果存在误差且异参同效的现象普遍存在。     

干旱区水量平衡模型参数率定策略研究

以干旱区水量平衡模型为研究对象,建立了模型参数分区率定策略,采用改进的动尺度搜索算法(MDDS)对模型中河段水量损失系数、灌区退水系数等参数进行率定。使用条件概率和贝叶斯统计理论论证了分区率定策略的理论可行性,并通过干旱区(新疆开都河)水量平衡模型对模型参数全区和分区率定策略的性能优劣进行实例验证。利用焉耆站2000年1月—2015年12月的实测月平均流量过程和宝浪苏木闸2000年1月—2009年12月的实测月平均流量过程分别对水量平衡模型的焉耆站模拟结果与宝浪苏木站模拟结果进行参数率定,并对率定结果进行了分析。应用于新疆开都河流域焉耆站、宝浪苏木站的模拟结果表明,分区率定在每个分区的待率定参数个数、计算时间和率定效果方面较全区率定有较大优势。     

输水系统糙率率定方法研究

为系统研究输水渠道糙率率定方法,给出了有压输水系统、无压输水系统糙率不确定度计算公式,分析了影响糙率率定精度的关键因子。提出了基于神经网络模型和粒子群优化方法的糙率整定方法,并将该方法应用于南水北调中线工程漠道沟节制闸至唐河节制闸渠段的渠道糙率率定中。利用2016年9月—2017年8月的实时监测数据整定得到的渠段综合糙率为0.016 7。研究表明,粒子群优化方法具有很强的全局寻优能力,很适合于时变非线性系统的参数整定。     

基于MIKE模型的珠江三角洲洪潮数值模拟分析

珠江三角洲口水系纵横,水动力条件复杂多变,造成对河口地区进行数值模拟存在一定困难。尝试利用MIKE建立水动力模型对该地区洪潮进行数值模拟;对于河道的数值模拟,采用“半耦合”技术,一维出口边界固定为水位边界,一维计算结果为二维提供流量边界条件;二维进口固定为流量边界,二维计算结果为一维提供水位边界条件。结果表明：主要站点计算潮位特征值与实测潮位相比,误差均小于0.10 m,计算潮位过程与实测潮位过程吻合,相位误差基本小于0.5 h;最大流速出现时间偏差小于0.5 h,流速过程线的形态基本一致;主要站点断面计算最大涨落潮流量与实测最大涨落潮流量误差一般小于10%,河网区各水道糙率值基本为上游河道大于下游河道,符合河道糙率沿程变化的自然规律。说明基于MIKE水动力模型在进行珠江三角洲数值模拟是可行的,对于相关生产项目的开展具有一定的参考价值。     

EBM综合糙率计算法在洪水过程模拟的应用

对于天然复式河槽,当糙率随着断面湿周变化发生明显变化,且模型过程水位变化较大时,采用一般综合糙率,将会造成较大的误差.本文采用EBM综合糙率法对东江三角洲"2005.6"洪水过程进行模拟,并与一般综合糙率法计算结果进行对比分析,结果表明,EBM综合糙率法模拟的效果更精确.     

芭蕉溪水电站库区回水计算

以芭蕉溪水电站为例,采用实测河道断面资料,依据天然河道糙率系数与验证资料,对库区河段断面糙率进行分析,采用HEC-RAS程序进行数值模拟,完成芭蕉溪水电站库区回水计算,可为实际工作提供参考。     

多断面曼宁糙率试错法在三工河洪峰流量推求中的应用

在采用比降-面积法估算无水文站河段的高洪流量时,糙率是一个很难精确确定的重要参数。选择一个合适的糙率,对计算结果的准确性有着很大的影响。简要介绍了多断面曼宁糙率系数试错法的理论基础及计算方法,并以推求三工河流域"2005.08.09"洪峰流量为例,介绍了该方法的具体应用。采用规范允许的恒定非均匀流流量计算公式对推求成果的合理性进行了分析,结果表明,多断面曼宁糙率试错法能较好地确定无资料地区的糙率。     

定床模型糙率模拟试验研究

通过变坡水槽试验,取得了18组定床模型梅花形加糙试验的数据,分析给出了定床模型设计糙率的加糙方法。模型中在糙率要求较大的部位可采用梅花形排列法加糙,在模型水深较浅的滩面及工程局部可采用密排平铺法加糙。结果表明,这种加糙方法可较好地模拟定床河工模型的设计糙率。     

复式河道整治设计中综合糙率研究

综合糙率是复式河道水力学计算的重要参数。文章对比了目前常用的几个综合糙率计算方法,并利用二维水动力模型进行验证。计算结果表明,由于河道综合糙率的计算方法基本为经验公式,每种方法都是基于一定的假设提出来的,而这些假定均非普适性,所以各方法计算的综合糙率差别较大。在实际应用中设计人员应根据具体情况选择计算方法。     

糙率变化过程的推算模型与长江三峡糙率探讨

应用旁侧入流在内的圣·维南方程组,运用隐式差分格式求解和糙率自动率定技术,提出了河道糙率洪水期变化过程的计算模型,并结合河道地形资料和洪水资料对长江寸滩——宜昌河段的糙率进行了推算和初步分析。     

河道糙率问题研究进展

河道糙率是洪水水力计算的重要灵敏参数,糙率的确定是数值计算的关键.糙率受众多因素影响,其值很难准确求得,基本的查表法和公式法得出的值并不能满足水力计算的要求,因此进行糙率参数的反问题及糙率修正方法的研究很有必要.为此,总结了糙率确定的基本方法及其新进展,分析了糙率修正领域的主要研究成果,并提出了未来河道糙率研究的主要问题及注意事项.     

河岸糙率对明渠宽深比影响的研究

研究了河岸河床相对糙率对明渠宽深比的影响。根据定床渠道、临界渠道和动床渠道3种类型渠道,采用最小能耗率原理,分别构建了宽深比计算的优化模型。结合综合糙率公式,利用条件极值问题优化计算方法,得到了不同类型渠道条件下的宽深比与河岸河床相对糙率之间的定量关系。分析计算结果表明,定床明渠随河岸糙率的增大,宽深比增大;而临界渠道和动床渠道随河岸糙率的增大,宽深比减小。河岸糙率大于河床糙率时,定床渠道为了降低河岸高糙率对流量的影响,从而宽深比增大;而临界渠道和动床渠道,由于河岸糙率大时其抗冲能力大,因而宽深比减小。这些结论可供明渠水力设计时参考。     

GLUE法分析水文模型参数不确定性的研究

应用新安江模型,采用普适似然不确定估计(GLUE)方法,对梁辉水库洪水预报中参数的不确定性问题进行研究并对预报误差进行分析,结果发现,模型参数中存在大量的"异参同效"参数组,即存在许多可接受的似然估计值的参数值组合.据此,将参数分为敏感性参数和不敏感性参数两大类.深入了解新安江模型参数的意义及其敏感性问题为今后流域水文模拟提供参考,以助于新安江模型参数的率定和模型的推广应用.     

基于MOSCEM-UA算法的水文模型参数优化

详细阐述了水文模型参数多目标自动优化过程,并以此来评估水文模型在率定过程中所体现出来的异参同效性。采用集总式Hymod模型研究海河流域宽城水文站以上流域。在模型参数优化率定过程中涉及到的主要模型参数有:土壤最大持水量,土壤持水量空间分布指数,快、慢速流分水系数以及快、慢速流退水系数。采用了两个对立目标,通过MOSCEM-UA算法的多目标参数优化,可以得到多个目标空间的Pareto解集、径流预测区间和相对应的参数范围。     

HEC-RAS和MIKE11模型的英那河水面线计算对比分析

文章以辽宁省庄河市英那河段为例,对河道水文面线利用MIKE11和HEC-RAS模型计算,通过对比实测水位数据计算了模型精度,综合考虑河道糙率、初始水位等水文参数,分析了模型的敏感性特征。研究表明:较HEC-RAS模型水面线计算,MIKE11模型的具有更高的精度和水位结果,引起水面线结果存在差异的关键原因为两个模型对河槽糙率的敏感性不同,其中对糙率更为敏感的为MIKE11模型;在推算英那河水面线时MIKE11模型具有更强的适用性和可行性。     

骨干渠道糙率取值合理性测试研究

在满足试验段选取原则的基础上,选取了不同断面形式与砌护材料形式的7个典型渠段进行渠道断面几何参数与水力要素原型监测试验,利用曼宁公式对实测数据进行计算得出渠道实测糙率,将单一衬砌材料糙率结合复合渠道设计与实测数据进行加权平均,计算得出两组糙率数值,并与实测、设计糙率进行对比,结合试验段具体情况对率定糙率值偏大的原因进行了分析。结果表明:率定糙率值偏大的主要原因为断面几何尺寸不标准、渠底比降不连续和渠道淤积。最终得出宁夏引黄灌区不同衬砌材料渠道的糙率,并结合国家及地方规范给出了各种砌护材料糙率的设计取值范围,为宁夏引黄灌区渠道设计糙率选取提供了依据。     

SWMM模型水质模拟的异参同效现象研究

以我国西南某市某区域为研究对象,基于SWMM模型,根据不同的下垫面分类方式建立了4个不同参数结构的模型,并通过监测获得了4场完整降雨的相关数据;应用拉丁超立方采样法分别进行了参数识别和模型验证;建立了分析模型异参同效现象的指标,并进行了分析.结果表明,异参同效现象在SWMM模型中真实存在,模型的复杂程度影响了"异参同效...     

输水隧洞喷锚混凝土糙率系数估算

在输水隧洞水力计算中,糙率系数是重要参数之一,以往糙率系数值常用工程类比法拟设,虽较简便,但有时会呈现较大误差,会影响建筑物过水能力计算准确性。作者推导出的输水隧洞糙率系数估算式,经算例表明效果较好,可供设计参考。