流域洪水演進建模方法與河網(wǎng)糙率反分析研究.pdf

1、洪水演進的計算技術是實現(xiàn)防洪減災的關鍵技術之一,已經(jīng)在城市防洪規(guī)劃、流域規(guī)劃、各種工程建設中廣泛應用.盡管各種計算技術理論也在70年代已相當成熟,但在工程應用中面臨很多難題,實踐過程中很大程度依賴技術人員的工程經(jīng)驗,是一門數(shù)學理論與實踐經(jīng)驗相結合的學科.針對洪水演進計算技術在工程應用中存在的主要問題,該文從理論上和實踐上探索洪水模擬統(tǒng)一建模和河網(wǎng)糙率參數(shù)反分析的方法,為河網(wǎng)糙率的反分析提供了研究框架.該文的研究內(nèi)容主要包括如下幾個方面:

2、1、洪水演進建模方法研究:闡述了流域洪水的一般特點,提出了以節(jié)點、單元、邊界條件、荷載為基本元素的流域洪水模擬新體系.系統(tǒng)地探討了各元素之間的關系,提出了實現(xiàn)各種單元耦合的統(tǒng)一方法.2、探討了采用面向對象的方法建立流域洪水模擬軟件的框架,并嘗試采用面向對象語言編制洪水模擬程序.3、研究了將描述一維非恒定流的圣維南方程轉化為常微分方程形式,提出了以水位為狀態(tài)變量的常微分方程形式,為河網(wǎng)糙率可辨識性分析提供了基礎.4、提出了河網(wǎng)糙率反分析完

3、整的研究框架,指出河網(wǎng)糙率反分析的主要研究內(nèi)容包括解的存在性、解的唯一性、穩(wěn)定性、求解估計算法和解估計的評價等方面.5、引入控制論理論,研究了河網(wǎng)糙率可辨識性,提出水文站的布置宜考慮河網(wǎng)的可辨識性.當河網(wǎng)糙率不可辨識或解不唯一時,可以采用BG理論來分析河網(wǎng)糙率反分析的分辨率和解的方差.6、借鑒控制論的觀點,提出了河網(wǎng)糙率反分析的三要素:數(shù)據(jù)、模型、準則.7、研究了變尺度優(yōu)化算法在糙率反分析中的應用,對該算法在反分析中的性能進行了詳細的探