流域洪水演進(jìn)建模方法與河網(wǎng)糙率反分析研究.pdf

1、洪水演進(jìn)的計(jì)算技術(shù)是實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)的關(guān)鍵技術(shù)之一,已經(jīng)在城市防洪規(guī)劃、流域規(guī)劃、各種工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用.盡管各種計(jì)算技術(shù)理論也在70年代已相當(dāng)成熟,但在工程應(yīng)用中面臨很多難題,實(shí)踐過程中很大程度依賴技術(shù)人員的工程經(jīng)驗(yàn),是一門數(shù)學(xué)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科.針對洪水演進(jìn)計(jì)算技術(shù)在工程應(yīng)用中存在的主要問題,該文從理論上和實(shí)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(gè)方面:

2、1、洪水演進(jìn)建模方法研究:闡述了流域洪水的一般特點(diǎn),提出了以節(jié)點(diǎn)、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(guān)系,提出了實(shí)現(xiàn)各種單元耦合的統(tǒng)一方法.2、探討了采用面向?qū)ο蟮姆椒ń⒘饔蚝樗M軟件的框架,并嘗試采用面向?qū)ο笳Z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(zhuǎn)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(chǔ).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(jì)算法和解估計(jì)的評價(jià)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(dāng)河網(wǎng)糙率不可辨識或解不唯一時(shí),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(diǎn),提出了河網(wǎng)糙率反分析的三要素:數(shù)據(jù)、模型、準(zhǔn)則.7、研究了變尺度優(yōu)化算法在糙率反分析中的應(yīng)用,對該算法在反分析中的性能進(jìn)行了詳細(xì)的探