摘要:隨著中國平原河網地區城鎮化建設的不斷推進,洪水實時模擬和預測預警成為了城鎮地區雨洪管理的主要研究內容和重要技術支撐,其中水動力參數動態反演是洪水實時模擬和預測預警的難點之一。作者利用糙率先驗知識,探索了城鎮化平原區河網水動力模型重要參數糙率的動態反演技術。首先,基于糙率空間變化的連續性和緩變性,提出了以糙率空間分布平滑性作為先驗知識,建立了表征糙率空間變化的平滑度矩陣。然后,將糙率空間分布平滑性作為軟約束條件,并結合適用于非線性動態系統實時校正的擴展卡爾曼濾波算法,建立了一個穩健的城鎮化平原河網糙率參數動態反演模型,從而進行河網水動力模型重要參數糙率的動態反演。通過一個四級河道組成的河網的應用分析,系統檢驗了糙率空間分布平滑度權重系數、糙率初始估值和測站個數對河道糙率動態反演效果的影響。結果表明:1)通過調整糙率空間分布平滑度權重系數,可以有效控制糙率動態反演的穩定性和空間反演特性;2)靠近監測點的河道糙率反演值趨于真實值,遠離監測點的河道糙率反演值趨于空間分布平滑;3)靠近監測點的河道糙率反演值受初始估值影響較小,遠離監測點的河道糙率反演值受初始估值影響較大;4)糙率初始估值越精確,監測點個數越多,則動態反演開始階段的波動調整幅度越小,糙率系統誤差越小,反演效果越好。所提出的模型綜合了河道糙率先驗知識和糙率反演的特征,可有效用于城鎮化平原河網糙率參數的動態反演。
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