[發明專利]一種河網水動力模型的實時校正方法和實時校正系統

有效

• 申請號: 201710345009.X
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107300390B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 顧巍巍;張衛國;江雨田;張芳;朱從飛;鐘偉;王新龍;薛曉鵬;趙思遠
• 申請（專利權）人: 寧波市水利水電規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 胡擁軍

本發明提供一種河網水動力模型的實時校正方法和實時校正系統，所述實時校正方法包括：讀取水位測站的實測水位數據，對所述實測水位數據進行合理性檢驗并處理成規定格式；根據實測水位站點的分布以及所述實測水位數據的合理性情況，科學選取并配置動態邊界節點信息；進行河網水動力模型計算，采用動態邊界處理技術，利用實測水位數據對水位測站所在節點的水位進行實時校正，并通過節點方程組的求解將校正信息傳播到整個河網，從而提高整個河網的計算精度。本發明實施例，可以保證對模型狀態變量的校正不影響到模型的穩定性，在復雜河網地區也能夠實際應用。

技術領域

本發明涉及洪水預報領域，尤其涉及一種河網水動力模型的實時校正方法和實時校正系統。

背景技術

以洪水演進物理規律為基礎來構建水動力模型洪水預報、校正模型是目前的研究熱點。現有的水動力模型實時校正方法大致分為以下三類：第一類是對狀態變量的校正，以卡爾曼濾波理論實時校正方法為代表；第二類是對預報結果的校正，代表性的方法是基于具有遺忘因子的最小二乘法的誤差自回歸實時校正；第三類方法是以上兩種校正方法的綜合，既包含對狀態變量的更新，也包含對模擬結果的實時校正。

第一類對狀態變量的校正方法，目前多采用卡爾曼濾波技術將模型節點的水位、流量作為狀態量進行濾波計算，在單一河道或樹狀河網的應用中取的了很好的效果。但在復雜環狀河網地區洪水預報中，礙于環狀河網水流計算的復雜性，因校正模型對水流狀態變量的修改，模型計算容易出現不穩定的現象，導致其實時校正及預報技術難以真正應用于實際中。

第二類對預報結果的校正方法，是在水位、流量預報結果的基礎上進行誤差修正。這種校正方法存在一定的局限性：僅僅對結果進行統計分析，物理意義不夠明確，校正效果并不明顯。

第三類方法雖然綜合了以上兩種方法，但并沒有從根本上解決前兩類方法的不足之處，應用作用有限。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種河網水動力模型的實時校正方法和實時校正系統，能夠克服現有實時校正方法的缺陷，保證對模型狀態變量的校正不影響到模型的穩定性，在復雜河網地區也能夠實際應用。

具體地，本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明提供一種河網水動力模型的實時校正方法，所述實時校正方法包括：

讀取水位測站的實測水位數據，對所述實測水位數據進行合理性檢驗并處理成規定格式；

根據實測水位站點的分布以及所述實測水位數據的合理性情況，科學選取并配置動態邊界節點信息；

進行河網水動力模型計算，采用動態邊界處理技術，利用實測水位數據對水位測站所在節點的水位進行實時校正，并通過節點方程組的求解將校正信息傳播到整個河網，從而提高整個河網的計算精度。

本發明還提供了一種河網水動力模型的實時校正系統，所述實時校正系統包括：

合理性檢驗和處理單元，用于讀取水位測站的實測水位數據，對所述實測水位數據進行合理性檢驗并處理成規定格式；

動態邊界節點信息配置單元，用于根據實測水位站點的分布以及所述實測水位數據的合理性情況，科學選取并配置動態邊界節點信息；

計算和傳播單元，用于進行河網水動力模型計算，采用動態邊界處理技術，利用實測水位數據對水位測站所在節點的水位進行實時校正，并通過節點方程組的求解將校正信息傳播到整個河網，從而提高整個河網的計算精度。