基于最小二乘法的绳套型水位流量关系最优定线研究

汛期河道的水位流量关系通常呈绳套型,对其进行高精度的定线是洪水资源实施高效管理的基础。传统的定线方法效率低,误差大,因而本文使用最小二乘法为优化方法,对绳套型水位流量方程进行优化定线。首先,Saint-Venant方程中的迁移惯性项和局地惯性项被去掉以简化方程,附加比降被引入以使方程能够拟合绳套型曲线;然后,简化后的方程通过取对数、多项式展开和幂级数展开被线性化;最后应用最小二乘法估计线性化方程中的参数。对3个案例的应用结果表明,所获得的定线方程能有效拟合观测的水位流量曲线,对拟合结果的偏离符号检验、适线检验和偏离数值检验均符合水文资料整编规范中的定线精度要求,说明将最小二乘法应用于绳套型水位流量曲线的优化定线是有效的。

绳套型水位流量关系曲线拟合模型的进一步优化

针对现有拟合定线方法存在过分依赖图表、模型参数求解繁杂及电算整编不便等问题,以稳定流的计算公式为基础,通过数学推演获得了可直接拟合河道受洪水涨落影响情况下的非恒定渐变流的水位流量关系方程式。实例应用结果表明,该方法能较好地拟合相应观测断面的水位流量关系,具有较好的拟合替代精度。

山区河流水位流量关系曲线研究

受洪水涨落的水位流量关系呈现明显的绳套曲线,目前的研究大都基于平原河流,由于山区河流比降大、河床组成物质较粗,水流特性受到多方面因素的影响,故有些假设与实际河流情况不符,导致水位流量推求不太精确。因此本文考虑山区河流与平面河流的河床形态、泥沙粒径等方面的差异,引入了河道级别和泥沙粒径以区别山区河流与平原河流,结合简化后的圣维南方程组重新推导水位流量关系。通过山区河流和平原河流水文站的实测资料验证表明:该方法能较好地拟合相应河流横断面实测水位流量;在进行配线时,只需根据变化情况对参数做一些简单更正,具有实用性好、精度高以及适应性强等特点。

秦淮河前垾村站水位流量关系单值化处理

由于秦淮河前垾村站(句)上下游受闸门控制,水位流量呈绳套关系,一直以来都是采用连时序法定线。首次尝试采用多项式模型拟合曲线,建立该站的水位流量关系。使用Matlab程序进行多项式拟合,介绍了拟合过程和拟合结果。结果表明:只要在拟合过程中,选择适当的阶数,拟合值与实测值吻合较好。