包红军-基于kalman滤波糙率反演模型的河道洪水实时预报研究

《包红军-基于kalman滤波糙率反演模型的河道洪水实时预报研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、包红军-基于Kalman滤波糙率反演模型的河道洪水实时预报研究第31卷第3期2012年6月水力发电学报JOURNALOFHYDROELECTRICENGINEERINGVol．31No．3Jun．，2012基于Kalman滤波糙率反演模型的河道洪水实时预报研究包红军1，21，2，赵琳娜（1.中国气象局公共气象服务中心，北京摘100081；2.国家气象中心，北京100081）要：建立基于Kalman滤波理论的河道糙率反演模型。将河道不规则断面沿程概化为矩形、三角形和抛物线型断基于圣维南方程组动量方程中惯性项与弗洛德数相关性，推求水深对糙率的偏导面。引入水力半径与水深的经验关系，数，建

2、立基于Kalman滤波理论的平原区河道糙率反演模型。选择淮河干流王家坝至鲁台子河段为例，将糙率反演模型并与一维水动力学模型的预报结果进行比较分析。结果表明，在预见期与水动力学模型相结合进行河道洪水实时预报，为6小时的实时预报中，耦合模型与原水动力学模型均取得较好的预报效果，耦合模型预报精度好于原水动力学模型，也证明了所建模型的合理性。关键词：河流动力学；洪水预报；糙率反演；Kalman滤波；水—————————————————————————————————————————————————————力学模型；淮河中图分类号：TV131.4文献标识码：AApplicationofrea

3、l-timeroughnesscoefficientinverseanalysisusingKalmanfiltertheorytoriverfloodrouting22BAOHongjun1，，ZHAOLinna1，（1.PublicWeatherServiceCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing2.NationalMeteorologicalCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing100081；100081）Abstract：Thispaperdevelopsaf

4、loodroutingmodelofplainriverswithareal-timeroughnesscoefficientupdatingtechniquebasedontheKalmanfiltertheory．Withthecrosssectionsoflongriversimplifiedintorectangle，triangleandparabolashapes，theroughnesscoefficientcanbeupdatedstepbystepinroutingacalculation．BasedontherelationshipbetweenFroudenu

5、mberandinertiatermsofSaint-Venantequations，relationshipbetweenroughnesscoefficientandwaterdepthwasobtained．I—————————————————————————————————————————————————————nacasestudyofWangjiaba-LutaizireachofHuaiheriver，thisnewmodelwasverifiedbycomparingitsreal-timeforecastswiththeonesbyatraditionalhydr

6、aulicmodel．Resultsshowthattheriverstagesforecastedsixhoursinadvancebybothmodelsareingoodagreementwiththeobservationsandthatthenewmodelshowsbetterperformancesthanthetraditionalmodel．Keywords：riverdynamics；floodforecast；Manning’scoefficientinverseanalysis；Kalmanfilter；hydraulicmodel；Huaiheriver0

7、引言曼宁糙率系数在河道水流及其冲淤变化计算中占有重要作用，同时其影响因子多且复杂，探求糙率值的变化［1～6］规律一直是水动力学及简化水力学模型研究中的重要课题方法、最小二乘法、以及广义逆等：李光炽［1］。比较常见的研究方法包括最优化Kalman滤波根据曼宁公式推出糙率与摩阻比降关系，以圣维南方程组中动量方—————————————————————————————————————————————————————［2］建立Kalman滤波量测方程，依据实测水位资料，简化河