一种推求河道区间入流的计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种推求河道区间入流过程的计算方法。以上、下游站点的水位观测资料等为基础，根据建立的状态方程和观测方程，采用数据同化算法推求区间入流过程。本发明方法能够进行区间入流的推求的应用，与现有技术相比，本发明方法能保证区间入流的光滑，避免流量出现负值等异常数据，同时也可准确估计马斯京根方法的参数，提高区间流量估计的精度。
【专利说明】一种推求河道区间入流的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水文测量【技术领域】，特别是涉及一种推求河道区间入流的计算方法。
【背景技术】
[0002] 河道区间入流是开展水文预报、水库调度等工作的基础性资料。如在洪水预报过 程中，研究区间入流对下游洪峰的影响，对于认识下游洪峰的形成规律，制定下游防洪控制 点的工程措施和应对方案具有重要意义。由于受到水文资料缺少的限制，区间流量资料无 法直接获取；而区间入流的估计中存在很大的不确定性，难以保证水文预报结果的准确性。 精准的区间流量资料也是正确开展水库防洪调度的基石，在水库防洪调度中，下游防洪控 制点的安全流量一般包括两部分：一部分是水库根据调度规则下泄的流量通过马斯京根方 法演进至下游控制点的流量；另一部分则是区间流量。作为基础输入数据，区间流量资料对 水库洪水调节演算、水库调度规则的编制等有着重大的影响。
[0003] 利用水力学方法推求区间入流，主要是建立对应的圣维南方程组，采用数值解法 求解。该方法需要较多的河道断面特征数据，如边坡系数、糙率等。对于水力学方法，求解 所需的资料要求较高，需要对河道进行多个断面的测量，特别是当区间河段较长、河道特征 变化较大时，资料的获取存在一定的困难。目前河道区间入流主要是采用基于马斯京根方 程的方法来进行计算，该方法根据河道上、下游站的实测水位和水位?流量关系，首先将上 游的流量过程Q^ i演进至下游站处得到V ，然后用相应时段的下游站流量QT，i与演 进得到的流量V Ii相减，两者的差值Ii即为区间流量Qii。
[0004] 采用现行方法推求区间入流时，在计算时段选取较短时（如一小时）所得到的区 间入流估计值会出现负值。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种能充分利用观测水位信息、且能避 免河道区间入流出现负值的推求河道区间入流的计算方法。
[0006] 本发明的技术方案具体包括如下步骤：
[0007] 步骤1，收集获取河道上、下游站点的水位和水位?流量关系数据；
[0008] 步骤2,根据步骤1获得的信息建立数据同化的状态方程和观测方程：
[0009] 其中，所述的状态方程为：
[0010]
【权利要求】
1. 一种推求河道区间入流过程的计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，收集获取河道上、下游站点的水位和水位?流量关系数据； 步骤2,根据步骤1获得的信息建立数据同化的状态方程和观测方程： 其中，所述的状态方程为：
式中：QmQgi1分别为第i、时段的区间入流，ε为均值为〇的正态分布误差；Ccu、CmCcu^C^1分别为第i、i-Ι时段的马斯京根方程参数，μ、η为均值为O的正态 分布误差；分别为第i、i-l时段的上游站流量，QT，i、QT，H分别为第i、i-l时 段的下游站流量；为采用马斯京根法将上游流量演进至下游控制 占. 所述的观测方程为：Zi =g(QTii) +Y 式中=Zi为下游站观测水位，函数g(x)表示水位?流量关系，γ为均值为O的正态分 布误差； 步骤3,根据步骤2得到的状态模型和观测模型，采用数据同化算法推求河道区间入流 过程。
2. 如权利要求1所述的推求河道区间入流过程的计算方法，其特征在于：所述步骤3 中的数据同化算法为考虑约束的数据同化算法。
【文档编号】G06F19/00GK104462863SQ201510006572
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月7日 优先权日:2015年1月7日
【发明者】邓超, 刘攀, 张旺, 李泽君 申请人:武汉大学