一维非恒定水动力学模型的实时洪水预报

本文建立了一维非恒定水动力学模型与最小二乘法耦合的实时洪水预报模型。运用最小二乘的递推算法,引入时变遗忘因子实时跟踪模型中时变参数的变化,并动态修正参数,实时改变一维非恒定水动力学模型结构,对洪水预报进行实时修正。通过长江干流宜昌～螺山段洪水实时预报应用．改进后模型预报精度比原一维非恒定水动力学模型计算结果有很大提高,表明所建立的模型用于洪水预报是行之有效的,在洪水预报中具有推广应用价值。     

一维非恒定流模型在黄河水量调度中的应用

随着黄河下游工农业生产的不断发展以及人民群众生活水平的提高，黄河水资源供需矛盾越来越突出。确保黄河不断流必然而临着越来越大的压力，提高水量调度的快速反映能力势存必行，因而提出了一维河网非恒定流数值计算模型在黄河下游枯水演进中的数学基础、实现方法和在此基础上建立的枯季水量调度软件的应用，通过对1985、1988年利津水文站流量的拟合结果比较可以看出，利用一维河网非恒定流模型建立的黄河下游枯水演进系统的实际应用效果是令人满意的。     

一维不恒定流与卡尔曼滤波耦合的河道实时洪水预报模型

对一维不恒定流方程组进行简化，导出扩散波的一维不恒定流方程，用有限差分对其进行离散化。考虑实时洪水预报的特点，上边界拟采用人流已知，下边界对于自然河段拟采用水位流量关系，对有闸、坝控制的拟采用相应的出流计算公式。对离散化的方程和边界条件进行线性化，得到系统方程。由于实际河道中实测变量的个数总少于待求变量的个数，为此，根据滤波方面的理论提出了一维不恒定流与卡尔曼滤波耦合的半自适应滤波模型。在该模型中量测误差系列的协方差矩阵可以通过信息更新系列实时地估计出来，只有模型误差系列的协方差矩阵需要预先给出。最后用实例对模型进行了检验并与其他方法进行了比较。     

基于粒子滤波的一维非恒定流模拟多变量校正方法

为减少数值模型的不确定性,将粒子滤波方法引入一维非恒定流水量计算,建立了一维水量模拟的多变量校正方法.该方法通过对水流状态粒子进行统计估值,实现模型状态变量的最优估计.以单一河道洪水演进过程为例,探讨了多变量校正方法在一维非恒定流计算中的性能,分析了粒子数量、状态变量扰动误差和边界条件的不确定性对滤波效果的影响,从准确...     

全耦合动边界非恒定流模型

全耦合动边界非恒定流模型ＬｕｉｓＲ．Ｐ．Ｃｏｒｒｅｉａ，ＢｏｍｍａｎｎａＧ．Ｋｒｉｓｈｎａｐｐａｎ，ＷａｔｅｒＨ．Ｇｒａｆ１引言及研究范围天然河流非恒定流输沙模拟对于许多工程和环境研究至关重要。现已开发了一些动边界非恒定流计算模型，但大多数这类模型忽...     

水库一维非恒定流数值计算

本文根据质量守恒定律重新推导了描述天然洪水控制方程组中的连续性方程,并用河段的体积和流量的微分方程表示。由动量定律可知,河段水体作用的动量其与河段进出口断面的动量之差及河段受力有关,对规则河段和不规则河段均采用同一描述方法。上边界条件为水库入流过程浅,下边界条件可采用水位流量关系、水位过程线.水库大坝作为内边界条件。以一维非恒定流方程组的加权四点隐式差分格式,求解各预报断面的流量过程、水位过程、最高水位、洪峰流量和洪峰出现时间。     

非恒定流计算在设计洪水中的应用

针对工程设计洪水分析中遇到的问题和实际需要,采用分区设计暴雨推求分区设计洪水与一维非恒定流河道洪流演进计算相结合的方法推求设计洪水,经检验可以更真实地反映流域内各种人类活动,包括各种水库、防洪堤工程等对流域水文情势的影响。该方法已在工程设计实践中得到应用。     

安康枢纽下游非恒定流数学模型研究

由于安康电站未设置满足航运设计流量要求的小型发电机组,无法保证常年带系统基荷运行,导致安康下游枯水期通航受到严重破坏.为兼顾发电与航运利益,尽可能发挥有限水资源综合利用的最佳效益,对安康电站日调节泄流过程进行科学调度.采用有限元方法,将流量和水位相耦合,采用水位修正算法计算水位,建立了一维非恒定流数学模型,该模型放宽了时间步长的限制,数值稳定性好,计算速度快.将模型应用到汉江安康电站坝下至白河160 km河段的恒定流与非恒定流计算和验证,结果表明该模型准确、可靠,可以进行实际应用.     

一维非恒定流数学模型参数若干问题研究

一维非恒定流数学模型能较合理的模拟河道水流演进,广泛应用于洪水及水污染预警预报.采用Preissmann隐式差分格式构建模型,通过在虚拟概化河道的计算,对W形河道断面概化及模型主要参数进行分析,提出天然河道W形断面概化处理方法,得到主要参数与计算结果的相关关系,为模型参数率定及取值合理性分析提供参考依据.     

灞河橡胶坝库区一维水沙非恒定流数学模型

应用圣维南方程以及非恒定泥沙连续方程建立灞河橡胶坝库区一维非恒定流数学模型。利用该数学模型推求出了灞河橡胶坝库区河底高程的变化规律。结果表明:该模型计算结果与实际资料符合良好,在泥沙计算方面具有较好的精度;该模型不仅能够模拟上、下游的流量、水位、含沙量过程线,还可以计算各时段河底高程的变化;该模型还需要在应用中不断利用实际资料进行检验和修正。     

北江上游洪水特性和洪水组合分析

首先对北江上游洪水特性、实测洪水遭遇以及已建大型水库对区域洪水的影响进行了分析,在此基础上进行了以韶关为控制断面的洪水组合计算。在洪水组合设计中,针对湾头单库以及乐昌峡、湾头双库建设情形分别提出了不同的组合设计方法。     

吴堡-潼关河段非恒定流水沙输移模型

新情势下的潼关水沙预报需要认识吴堡-潼关河段的水沙传播规律。以吴堡-潼关河段为研究对象,建立了非恒定流不平衡输沙数学模型,模型考虑了壶口瀑布陡坎跌水特征和小北干流的宽浅游荡特征。对1977年、1986年、2009年汛期洪水传播过程的模拟表明,模型具有模拟吴堡-潼关河段洪水演进和不平衡输沙过程的能力。同时,小北干流河床变形和冲淤过程模拟需要进一步改进。     

二维非恒定流模型在大辽河河道现状行洪能力分析中的应用

对于水流形态复杂、河道弯曲的感潮河段,利用非结构网格,可较好地模拟出河道内的复杂地形,计算并分析河段的现状行洪能力。本文以大辽河为例,在建模过程中考虑上游不同河段来流与下游潮位的影响;使用河道实测横断面,参考设计资料,结合实际洪水确定计算模型参数。研究成果可为河流上游水库群调度提供决策支持。     

面向对象方法在河网非恒定流计算中的应用

运用节点一河道模型将河网划分为性质单一的子河道,子河道之间依靠节点来联系。并依据子河道的圣维南方程组和节点的补充方程。提出了整个河网非恒定流的计算方法。采用面向对象的程序设计语言。基于类的数据封装特性,分析了河网非恒定流计算程序中河道类、断面类、矩阵类以及节点类的实现方法。     

基于大辽河上游水库来水与压盐流量关系的研究

根据大辽河上游水库的来水量,通过对营口境内历年灌区各提水站的实际提水量比较,经过分析从而得出压盐流量与水库来水之间的关系。其结论为：大辽河槽内必须保持淡水7000～9000万 m3,才能保证压盐流量至田庄台,两岸才能正常引水。水稻泡插期严重缺水年份,大辽河盐分太高,水库加大放流压盐效果明显。     

红水河实时水文预报模型的初步研究

实时水文预报模型包括两部分:一是逐时确定性模型,其表达式为Z_(下2)=αZ_(上1)+(1-α)Z_(下1),为线性方程,在无较大支流加入的河段能取得较好结果,但红水河干流沿河都有支流加入,因此,上式加修正项后为:Z_(下2)=αZ_(上1)+(1-α)Z_(上1)+βΣ△Z_区,模型参数α、β用原始资料辩识;二是实时修正模型,确定性模型只能作离线估算。为了提高预报精度,将预报误差序列x(t)视为一系统,用状态方程描述,建立误差实时校正模型,对模型参数进行在线估计,并给出计算总框图和实例演算。实时水文预报模型与没有预见期、不能应用于河流预报的河道流量法和只能作洪峰水位预报的上下游水位相关法是不相同的。     

河口潮流河段二维非恒定流数模研究及应用

本文基于SIMPLeR算法,以长江河口南通河段狼山～四号坝河道为计算实例,建立了一套河口潮流河段二维非恒定流数学模型。实例计算和验证表明：计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,计算的流场合理。采用该数学模型还进行了南通华洋液化气有限公司拟建的化工码头对河道及防洪影响的工程计算,也取得了较满意的结果。     

长江上游地区来水来沙变化趋势及其影响研究

通过对长江上游多个重要水文站点水沙的分析,研究近期各个站点的径流及输沙的趋势,并对产生这种趋势的原因进行分析预测。分析认为上游水库建设对于水沙输移产生了巨大影响,而且随着长江上游大量水库的建设,宜昌等上游干支流的输沙减少的趋势还将持续下去,同时会造成上游河道的淤积以及中下游河道的持续冲刷。     

汉江上游地区大尺度分布式水文模型与气象模型耦合应用试验

汉江发源于陕西省秦岭南麓,在其上游地区,局地性的洪灾或旱灾较易频繁发生。为改进洪水预报精度,构建了用于汉江上游地区的基于大尺度分布式水文模型和气象模型耦合的洪水预报系统,并于2007年6～8月在该流域的出口控制站白河站进行了流量模拟试验。其间,利用LSHM水文模型（5km×5km水平网格）分别基于地面气象观测资料和MM5模型（最内层水平空间尺度9km×9km）的预报产品对白河站进行流量模拟试验：同时,也利用MM5的24h预见期信息进行逐日流量作业预报试验。初步结果表明,将分布式水文模型与气象模型耦合应用进行洪水预报具有较好的发展潜力,值得推广应用。