流域水文模型與卡爾曼濾波耦合實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)研究.pdf

1、實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)根據(jù)實(shí)時(shí)的水文氣象資料，采用流域水文模型或方法對(duì)未來(lái)洪水過(guò)程或特征做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)?，F(xiàn)代的實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)往往都與實(shí)時(shí)校正技術(shù)相結(jié)合，在進(jìn)行預(yù)報(bào)時(shí)，不斷根據(jù)最新信息校正或更新原有模型參數(shù)(結(jié)構(gòu))或預(yù)報(bào)結(jié)果，使預(yù)報(bào)值逐步逼近真值，符合客觀實(shí)際。提高實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)精度的措施，除了及時(shí)獲得準(zhǔn)確可靠的實(shí)時(shí)水文氣象信息外，還依賴(lài)于建立能確切描述降雨徑流規(guī)律的洪水預(yù)報(bào)模型，以及有效的實(shí)時(shí)校正方法。 本文將流域水文模型與卡爾曼濾波進(jìn)行耦合，

2、構(gòu)建實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型系統(tǒng)。在水文模型方面，分別采用一種考慮降雨空間分布的產(chǎn)流模型以及理論較為成熟的TOPMODEL。其中，考慮降雨空間分布的產(chǎn)流模型針對(duì)流域產(chǎn)流過(guò)程中，降雨空間分布不均的特征，根據(jù)降雨與入滲的空間聯(lián)合概率分布，采用霍頓模式計(jì)算地表產(chǎn)流量及土壤入滲量；入滲水量補(bǔ)充土壤含水量后，基于蓄滿(mǎn)產(chǎn)流模式，采用土壤水蓄水容量曲線(xiàn)計(jì)算地下徑流。TOPMODEL則以地形空間變化為主要結(jié)構(gòu)，用地形信息描述水流趨勢(shì)，基于變動(dòng)產(chǎn)流面積的概念，模

3、擬地表或地下產(chǎn)流過(guò)程。采用滯時(shí)函數(shù)模擬坡面匯流過(guò)程，河道匯流則根據(jù)馬斯京根矩陣方程計(jì)算，該法可以構(gòu)造一個(gè)狀態(tài)方程，聯(lián)結(jié)整個(gè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并為實(shí)時(shí)校正方法的引入提供了一個(gè)計(jì)算平臺(tái)。實(shí)時(shí)校正方法采用正規(guī)卡爾曼濾波技術(shù)，并在線(xiàn)估計(jì)模型噪聲與量測(cè)噪聲，與匯流系統(tǒng)耦合，根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的水位或流量信息，實(shí)現(xiàn)匯流參數(shù)的不斷更新，從而提高洪水預(yù)報(bào)精度。 將上述實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)模型系統(tǒng)應(yīng)用于黃河支流洛河盧氏站以上流域，結(jié)果表明，本文采用的兩種水文模型對(duì)所研