用卡尔曼滤波求解河道糙率参数反问题

提出了用四点线性隐格式求解水流方程、用卡尔曼滤波求解河道糙率的一种求解河道水流及其糙率参数反问题的新方法,并应用于淮河水流计算.结果表明,计算水位与实测水位过程完全吻合.

基于奇异矩阵分解法的河道糙率反演计算方法

为了提高河道糙率计算的精度,在奇异矩阵分解法的基础上提出了河道糙率反演计算方法,并通过编程实现了算法.该算法以水位计算值与实测值在非恒定流整个计算时程中误差逐渐减小作为目标函数,并通过对计算域中测点值输出误差的不断迭代校正,达到求解目的.东江108km天然河道糙率率定结果表明,该河道糙率反演计算方法精度较高,可用于河道过流能力及复杂河网水动力模拟分析,可解决欠定的糙率率定问题并提高模型的实用性和洪水预报精度.

东江下游及三角洲河道糙率分析

20世纪80年代以来,珠江三角洲水文情势发生了显著的变化。为研究东江下游及三角洲河网河道特性,基于河床演变、主要水文站H-Q曲线、比降与糙率的比值系数等分析结果,建立一维河网数学模型,推求基于1997年实测地形的河道综合糙率系数。结果表明:河床下切致使主要控制水文站博罗站H-Q曲线呈不断下降,利用历史K值推求的博罗站H-Q曲线高水部分相对合理。东江三角洲河道糙率在三角洲顶部较大,三角洲下部河道糙率较小,河段糙率在0.02～0.03之间,糙率取值与1989年水面线基本一致。本次水面线选取的石龙汊口附近糙率较大,这与该处河道床面坡降较大有关。

变化环境下东江干流河源至博罗河道糙率分析

东江水文情势自20世纪80年代以来发生了较大的变化。为研究变环境下的河道特性,基于K值分析方法延长了主要水文站水位-流量关系曲线(简称"H-Q"曲线)及用一维数学模型方法反推了不同流量级下的河道糙率数据。结果表明:河源、岭下流量站的高水位H-Q曲线变化不大。东江下游河床下切导致博罗水位流量曲线呈下降趋势。基于K值方法可以得到河源、岭下、博罗水文站相对合理的高流量H-Q曲线。河源至博罗段1999年河道糙率沿程取值0. 025～0. 038之间。部分位置如博罗-剑潭河段、上几角-下几角附近河道糙率较大(超过0. 03),这与床面坡降较大有关。

高要站河道糙率分析

河道糙率是推求洪水流量和进行其他水文分析的重要参数.论述了河道糙率的含义,论证了在恒定非均匀流情况下,用能量方程处理流速水头变化和局部损失的问题;此外,还根据高要站的实测资料,分析了高要河段糙率的规律性,对用比降-面积法测流有参考价值.

基于MATLAB的河道糙率计算

利用MATLAB强大的计算和绘图功能,编程计算了河道糙率,阐明了利用实测数据进行编程计算的全过程,并针对沈阳农业大学水利学院所做物理模型实验,计算了模型河段糙率,分析了其糙率值的合理性。同时,也利用本程序计算分析了局部水头损失系数对糙率的敏感度,提出局部水头损失对糙率也有很大的影响。

天然河道糙率问题的理论探讨

糙率是估算河道洪峰流量,计算分析水文要素的一个重要参数。本文对糙率影响因素以及对糙率的推求,进行了理论探讨,并阐述了糙率的规律性,及其变化,取决于天然河流中的各种水力因素、由于各种水力因素在天然河道中,不但沿程发生变化,而且在同一断面的不同水位时,也是不同的,因此,糙率还随着各种水力因素在不同水位时发生变化。

山西省河道糙率规律的研究

对河道糙率值的大小、规律等的研究,在国民经济建设中具有重要的意义。通过对山西省境内各水文站糙率资料的研究,得出河道糙率规律性的结论,以供实际中参考应用。

河道糙率对山区桥梁设计水位及冲刷影响研究

跨河道桥梁设计过程中需先确定设计水位与明确冲刷深度,由此确定主梁设计标高及基础埋置深度。因河道糙率沿河道长度及水深变化,通常为一个取值范围。在设计水位与冲刷深度的确定过程中,糙率取值的这种不确定性可能产生不同的设计方案。以某山区河道为对象,明确糙率差异对桥位设计水位与冲刷深度的影响。结果表明,以水位推算方向为参照,分别选用最大或最小糙率可确定出较为不利的设计水位与冲刷深度,从而为桥梁设计提供参考。

动态规划算法在河道糙率反演中的应用

河道糙率是水力计算的关键参数,在实际工程中一般根据实测资料建立经验公式估算或采用试错法来确定糙率,不仅工作量大且具有较大的经验性和任意性。以河道一维恒定流计算为例,将糙率视为流量的函数,以水位误差平方和最小为目标,基于动态规划法建立了河道糙率反演模型,将河道不同流量级下的糙率反演问题转化为一个多阶段的糙率优化问题,并将其应用于向家坝库区河道恒定流计算的糙率反演中。计算结果表明,建立的模型具有良好的拟合效果,且糙率区间内离散点数越多,拟合的效果越理想,当离散点数为56、计算精度为0.002时得到的水位最大平均误差不超过15 cm。该方法能有效避免手工调试的不确定性,为实现糙率精确率定与提高水力仿真模拟精度提供技术支持。

河道糙率反问题研究回顾与展望

河道糙率是河流水力计算的关键灵敏参数,也是众多因素影响的综合性参数。工程上常用的查表法、公式法和试错法得出的糙率值往往难以满足水力计算要求,因此河道糙率反演理论和方法研究引起了国内外学者的广泛重视。在回顾和总结河道糙率确定基本方法和优化反演方法研究进展的基础上,指出了河道糙率反问题研究面临的困难和挑战,展望了河道糙率反问题研究的发展方向。

天然河道糙率计算及取值方法

在洪水计算中，河道糙率是一个重要参数。通过对河道糙率影响因素分析，利用李营水文试验站的实测资料，阐述了河道糙率的计算方法。糙率确定时影响因素较多，不同的水深、植被、河床等因素，都会对糙率值产生影响。在实际计算中，大部分设计河段没有实测糙率资料，在实际应用中要借助相似河道的参数代替，对计算精度影响较大。收集了国内外不同情况下的河道糙率实验资料，可供河道糙率计算参考。

河道糙率率定方法存在问题与对策措施

河道糙率是河流防洪工程设计的重要参数之一,直接关系到工程的建设投资及防洪安全。通过对嫩江干流河道糙率选取方法的全面分析,指出了目前率定河道糙率在实测洪水资料利用、控制断面水位流量关系曲线建立、复核洪水选用等方面存在的问题及可能给工程设计带来的不利影响,最后提出了相应对策及改进措施。

山溪性河流河道糙率分析与研究

河道糙率是反映河床表面粗糙程度的重要水力参数,在水利工程中多有应用。河道糙率影响因素复杂,主要受河道河床组成、床面特征、平面形态、水流特征及岸壁特征等河段特征要素控制。本文以山溪性河流祖厉河流域河流为例,通过实测资料分析研究流域河道糙率特性,得出流域内河段糙率与平均水深关系较好。天然河道糙率也有其规律性,流域内不同河流具有不同的河道糙率,即使同一河流的上、中、下游各河段,乃至同一河段的各级水深的糙率也不尽相同。本次分析成果合理,在山溪性河流相应河段糙率的应用中可供参考。

浅析巴普洛夫公式计算天然河道糙率

用巴普洛夫公式计算天然河道糙率,对同河道断面的实测流量、曼宁公式计算的流量、巴普洛夫公式计算的流量进行分析比较。结论表明在山区河道计算糙率时,巴普洛夫公式是适用的。用巴普洛夫公式计算的流量的精确度与曼宁公式计算的流量的精确度相近;巴普洛夫公式可做为比降—面积法测流的计算公式。

白龙江流域河道糙率分析研究

利用白龙江流域水文站实测资料计算、分析不同河段的河道糙率,发现各河段的糙率与平均水深有很好的相关关系,流域内不同的河段具有不同的河道糙率;同一条河流下游河道的糙率要大于上游河道的糙率;在同一个河段,糙率可能随水深增大而减小,也可能是一常数,不随水深变化。河道平面形态、岸壁特征及河床质组成是影响河道糙率的主要因素。

无资料区域河道糙率选取的探讨

在无资料区域河道水利工程规划设计时,糙率大多是从《水力学》等工具书中给出的糙率表取值范围中进行选取。通过对三断面约束条件下糙率的取值进行介绍,提高了糙率取值的精度,可供设计部门借鉴。

丹江口~王甫洲冲淤河道糙率变化趋势

为分析丹江口~王甫洲水利枢纽河段糙率随河道冲刷变化规律,采用实测洪水位推求王家营~黄家港、黄家港~老河口河段1954~2019年河段糙率,按照5个不同流量级分析河段糙率变化趋势。结果表明:王家营~黄家港河段糙率整体大于黄家港~老河口河段糙率,随着流量的增大河段糙率差异逐步减小;从1954~2019年,河段糙率在不同量级流量下均呈现增大趋势;王家营~黄家港河段糙率在1000~2000 m3/s、5000~10,000 m3/s、20,000 m3/s以上量级下基本达到稳定状态;黄家港~老河口河段糙率在20,000 m3/s以上流量下基本达到稳定状态,其它量级下仍处于波动状态。

浅析河道糙率的算法

河道糙率是回水计算的关键参数,对河道治理、水利建设中的输水损失、防汛抢险中的洪水演算至关重要。水库淤积后糙率将随着变化,因此选用适当的糙率算法,是库区回水计算十分关键的一步,对水库淤积后沿程水位确定、城市防洪安全、堤防设计高程拟定、水库防洪库容计算等均具有直接影响。

狭窄型河道断面形式及糙率选取的研究

针对狭窄型河道,分析在满足防洪要求的前提下如何选择河道的断面形式,并在推求洪水水面线过程中合理选取河道的糙率。结合工程案例,实地进行暴雨洪水调查,结合河段内的地形地貌条件,因地制宜优化设计河道断面形式和选取合理的河道糙率,按照设计洪水水面线计算成果确定两岸堤防高程。