Page 23 - 《水文》2021年第3期

第3期 舒大兴等院水力因素法在线推流模型研发与应用 15

坠z dz
对同一河段袁UI C 的变化不大袁可取常数袁 用 Z i渊i=1袁n冤袁涨落率渊 冤i袁落差 驻Z i袁将其代入式渊14冤得方
坠t dt
1 坠z 程组院
水位涨落率表示袁 为洪水校正因素袁 量级很
UI C 坠t dz
m
2
Y i=D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤+啄 i
小袁根据泰勒级数展开袁渊10冤式变为院 dt
1 dz 渊15冤
LNQ F =LN渊Q C冤+ 渊11冤
2UI C dt 式中:Y i 为实测流量序列的自然对数值曰啄 i 为同水位实
渊3冤回水模型方程遥 对回水方程渊8冤两边取对数得院 测流量与线上流量离差曰其余意义同前遥
LNQ B =LN渊q冤+茁LN渊驻Z冤 渊12冤 误差平方和:
渊4冤混合影响模型方程遥 因河槽调蓄作用或下游 n n dz
2
m
2
S=移 1啄 i=移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊 冤 i+
顶托影响袁河道洪水输送过程往往是洪水和回水相伴 dt
发生的袁河道瞬时流量由洪水流量和河槽调蓄流量组 D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2 渊16冤
以误差平方和 S 最小为目标函数袁 求解最优系数
成袁令 Y=LN渊Q冤=琢LN渊Q F冤+酌LN渊Q B冤袁则有院
琢 dz D i渊i=1袁m+2冤袁于是有式渊17冤遥 对式渊17冤求导后袁得式
Y=琢LN渊Q C冤+ +酌LN渊q冤+酌茁LN渊驻Z冤
2UI C dt dz
渊18冤遥 式渊18冤中院d i=渊 冤 i 曰r i=LN渊驻Z i冤袁渊i=1袁n冤袁n 为测
渊13冤 dt
LN渊Q C冤和 LN渊q冤都是水位的单值函数袁其加权求 次数遥 求解式渊18冤方程组袁可得模型系数 D i渊i=1袁m+2)遥
和也是水位的单值函数袁得混合影响河道流量模型院
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
2 m dz 扇 设 n 2 m dz 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2
dt 设 =0
Y=D 0+D 1X+D 2X +噎噎+D mX +D m+1 +D m+2LN渊驻Z冤 dt
设 坠D 0
渊14冤 设 dz
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
设 n 2 m 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2
式中院琢 为洪水影响权重袁酌 为回水影响权重袁D 0袁D 1袁 dt
设 =0
D 2袁噎噎袁D m+2 为待求系数遥 设 坠D 1
设
2
Y=LN 渊Q冤袁Q 为河道瞬时流量曰D 0+D 1X+D 2X + 设 n 2 m dz 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
噎噎+D mX 为稳定流流量袁反应水位尧比降尧糙率尧河 设 dt =0
m
设 坠D 2
dz 设 渊17冤
段形状等影响曰D m+1 为水位涨落率影响袁反应洪水 缮 噎噎
dt
设
附加比降对断面流量的影响曰D m+2LN渊驻Z冤为河道落差 设 n 2 m dz 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
设 dt =0
影响袁反应回水对断面流量的影响遥 设 坠D m
对于河槽相对稳定的河流袁洪水传播可视为扩散 设 n 2 m dz 2
设
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
波袁主要受重力尧压力和摩阻力的影响袁根据历年实测 设 dt 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i]
设 =0
资料可获得摩阻力的影响特征袁实时监测测流断面水 设 坠D m+1
设 n dz
位涨落率和上下游水位差等就可推算出断面流量遥具 设 2 m dt 冤 i+D m+2LN渊驻Z i冤-Y i] 2
坠移 1[D 0+D 1X i+D 2X i +噎噎+D mX i +D m+1渊
有造价低尧运行稳定尧测算准确的特点袁其推算流量可 墒 设 坠D m+2 =0
作为实时水情报讯流量遥
1.4 模型参数求解 2 模型应用验证
将河道流量与易得的尧可在线推流的相关水力因 2.1 大通站概况
素建立关系模型袁 对每个特定的测站袁 用实测资料 大通站位于安徽省池州市梅龙镇袁 东经 117毅37忆袁北
对模型的参数进行率定袁以相对误差标准差平方和 纬 30毅46忆袁为长江下游控制站袁集水面积 1 705 383km ,
2
最小为目标函数袁对各相关因素的影响权重进行自 距河口 624km袁上下游 10km 范围内基本顺直袁汛期洪
动优化分配袁系数较大的则是有显著性影响的水力 水涨落过程比较缓慢袁峰型平坦袁枯季受长江下游潮汐
因素遥 影响显著遥 河槽左岸河床为细沙袁有局部冲淤袁中部河
已知实测水文要素序列袁流量 Q i渊i=1袁n冤袁 水位 床为沙土袁高洪略有冲淤遥 实测最大水深 29.90m袁最大