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《浙江大学》 2004年
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流域洪水演进建模方法与河网糙率反分析研究

程伟平  
【摘要】: 洪水演进的计算技术是实现防洪减灾的关键技术之一,已经在城市防洪规划、流域规划、各种工程建设中广泛应用。尽管各种计算技术理论也在70年代已相当成熟,但在工程应用中面临很多难题,实践过程中很大程度依赖技术人员的工程经验,是一门数学理论与实践经验相结合的学科。针对洪水演进计算技术在工程应用中存在的主要问题,本文从理论上和实践上探索洪水模拟统一建模和河网糙率参数反分析的方法,为河网糙率的反分析提供了研究框架。本文的研究内容主要包括如下几个方面: 1、洪水演进建模方法研究:阐述了流域洪水的一般特点,提出了以节点、单元、边界条件、荷载为基本元素的流域洪水模拟新体系。系统地探讨了各元素之间的关系,提出了实现各种单元耦合的统一方法。推导了一般河道的Pressmann格式、马斯京根格式、滞洪区(水库)单元格式、闸堰型单元的“单元刚度”矩阵形式,它们分别代表了水力学方法、水文学方法和水利设施的状态方程在新体系中的形式,基本上能够涵盖洪水演进中的所有计算形式。 2、探讨了采用面向对象的方法建立流域洪水模拟软件的框架,并尝试采用面向对象语言编制洪水模拟程序。在这个框架内,程序员仅需要根据接口的协议编制单元和荷载程序,无需对程序整体进行了解,大大减轻了开发难度。 3、研究了将描述一维非恒定流的圣维南方程转化为常微分方程形式,提出了以水位为状态变量的常微分方程形式,为河网糙率可辨识性分析提供了基础。分析了Gremer和Yu提出的常微分方程格式误差产生的原因,并提出改进措施,数值仿真研究表明,采用修正形式的结果比原格式有较大的改善。 4、提出了河网糙率反分析完整的研究框架,指出河网糙率反分析的主要研究内容包括解的存在性、解的唯一性、稳定性、求解估计算法和解估计的评价等方面。系统地整理和评述了现有的研究成果,将河网糙率反分析的研究划分为三个阶段。 5、引入控制论理论,研究了河网糙率可辨识性,提出水文站的布置宜考虑河网的可辨识性。当河网糙率不可辨识或解不唯一时,可以采用BG理论来分析河网糙率反分析的分辨率和解的方差。 6、借鉴控制论的观点,提出了河网糙率反分析的三要素:数据、模型、准则。以误差的来源为依据,提出了三类准则函数:(1)仅有水位观测样本下的准则函数;(2)仅包含流量观测样本的准则函数;(3)同时包括水位和流量观测样本的准则函数。提出了准则函数的收敛准则。 7、研究了变尺度优化算法在糙率反分析中的应用,对该算法在反分析中的性能进行了 摘要 详细的探讨。引入广义逆理论分析河网优化搜索方向,提出牛顿—!’‘义逆优化算法,并与 白然逆算法河网糙率反分析进行了比较。在计算中结合Wiggins方法能够有效地抑制样本数 据中的噪声,取得良好的结果,而阻尼最小二乘法的性能相对较差。 8、提出了采用带参数的卡尔曼滤波法进行河网糙率反分析。分析了观测点数黄对滤波 结果的影响,发现状态变化率对带参数的·卜尔曼滤波法的滤波性能有较大影响。针对计算量 较大的特点,提出减少滤波计算量的方法,并采用渐消记忆滤波法提高系统跟踪性能,数值 仿真表明该法是有效的。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV122

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 钱真;李光炽;;基于数据驱动的河网非恒定流程序设计研究[J];水电能源科学;2012年04期
2 程伟平,毛根海;基于带参数的卡尔曼滤波的河道糙率动态反演研究[J];水力发电学报;2005年02期
3 吴晓玲;王船海;向小华;;实时校正中的旁侧入流反演方法[J];水科学进展;2009年01期
4 程伟平,刘国华;基于广义逆理论的河网糙率反演研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年10期
5 刘云;李义天;谈广鸣;邓金运;孙昭华;寇继生;;基于COM的洪水调度建模组件的研制[J];中国农村水利水电;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李小根;流域可视化多分辨率大场景模型研究[D];郑州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李慧军;南四湖调洪演算模型研究[D];河海大学;2006年
2 吉乔伟;时用水量预测及供水管网节点流量反分析研究[D];浙江大学;2007年
3 刘志贤;基于遗传算法的河网糙率反分析研究[D];浙江大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐元铭,龚尧南;面向对象型有限元建模专家系统的设计与实现[J];北京航空航天大学学报;2001年03期
2 肖雅文,严波,蹇开林;面向对象有限元方法在仿真系统开发中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年07期
3 芮孝芳;;扩散波和线性扩散模型解析解的应用[J];华东水利学院学报;1985年03期
4 马永其,陈罕,李斯特;面向对象有限元程序的研究[J];计算机工程与应用;2001年09期
5 马海全,温卫东,崔海涛;面向对象的随机有限元程序设计[J];计算机工程与应用;2001年16期
6 刘■,李晓彬,吴卫国,李卫华;基于面向对象的动力有限元程序设计[J];交通与计算机;2001年S1期
7 王生楠,郑继川;面向对象的有限元软件技术[J];机械科学与技术;2000年S1期
8 朱恒山,邓家禔;面向对象有限元程序的设计及工程应用[J];南京航空航天大学学报;2001年06期
9 杨永德;刘炳衡;;糙率变化过程的推算模型与长江三峡糙率探讨[J];人民长江;1991年12期
10 佘有贵;扩散波演算方法在珠江流域的应用研究[J];人民珠江;2002年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭世平;;广义对角占优矩阵的若干基本性质[J];安徽教育学院学报;2005年06期
2 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
3 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
4 肖子平;;合肥市城市水文研究构想[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
5 丁新涛;郑笑遥;;秩亏矩阵极分解算法的扰动[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年02期
6 张春梅,姚晟;用加权迭代改善法解病态方程组的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
7 桂曙光;双对角占优矩阵的注记[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年03期
8 卢飞龙;何希勤;;M矩阵与其逆的Hadamard积的特征值下界[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
9 程志强,崔玉芳;模型结构辨识的一种新方法[J];安阳师范学院学报;2001年02期
10 李新海;;双反对称矩阵的性质分析与推广[J];白城师范学院学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 周雯;郭振仁;赵肖;;珠江三角洲河口盐水入侵耦合模型的研究及应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
3 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 邓忠华;李曦;叶小萌;;凹版套色印刷系统的模型控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 吴彭江;孙明轩;;两种离散时变系统的迭代学习辨识算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 袁晓磊;白焰;彭钢;高志存;李鹏;马瑞;;基于HFC遗传编程的随机非线性系统辨识[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 苏维均;杨化庭;刘载文;;基于正交多项式回归分析方法的系统辨识研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付文俊;矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 武桂芝;大沽河河道渗漏及其对洪水演进影响研究[D];中国海洋大学;2010年
4 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭丽娜;修理工可休假的可修复系统的可靠性研究[D];北京信息控制研究所;2010年
6 韩丽丽;多率多输入系统的辨识[D];江南大学;2010年
7 高京广;非线性随机系统的稳定、镇定与优化[D];华南理工大学;2010年
8 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
9 杨敏芳;潮水盆地侏罗纪煤炭资源赋存规律研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 曹令敏;地震层析成像方法的研究及其在金属矿复杂模型模拟中的应用[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏永敏;线性流形上几类矩阵方程的最小二乘解及最佳逼近解[D];河南理工大学;2010年
2 吴锦龙;有限元软件框架研究及其在线性静力学程序中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
3 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 孙爽;Banach空间中线性算子Moore-Penrose度量广义逆的扰动分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
6 蒋晶晶;糙率变化对圣维南方程组数值解的影响[D];郑州大学;2010年
7 王垚;液体离心机控制方案设计与实现[D];郑州大学;2010年
8 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
9 娄玉冰;基于“最优激励轨迹”的工业机器人动力学参数辨识研究[D];郑州大学;2010年
10 马俊;长距离输水管网优化设计与研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡金星,潘懋,马照亭,吴焕萍;高效构建Delaunay三角网数字地形模型算法研究[J];北京大学学报(自然科学版);2003年05期
2 夏旭;周长胜;郑直;;多分辨率下的LOD地形简化技术研究[J];北京机械工业学院学报;2008年04期
3 汪培树,王红瑞,王军红;虚拟现实中数字地面模型简化算法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2004年06期
4 张炳智,张继贤,张丽;土地利用动态遥感监测中多源遥感影像融合方法比较研究[J];测绘科学;2000年03期
5 付炜,邢广忠,侯蓝田,王文君;基于特征的遥感图像信息融合模式研究[J];测绘科学;2004年06期
6 张辉;唐新明;吴侃;;基于地理坐标框架下的地物与地形匹配解决方案研究[J];测绘科学;2007年02期
7 岳利群;夏青;柳佳佳;陈华;蒋秉川;;一种全球多分辨率地形数据组织管理的方法[J];测绘通报;2008年04期
8 刘学军,龚健雅;约束数据域的Delaunay三角剖分与修改算法[J];测绘学报;2001年01期
9 张大伟,董增川;Preissmann隐式格式在新沂河洪水演进中的应用研究[J];水利与建筑工程学报;2004年04期
10 徐得潜;中长期城市工业用水量预测[J];中国给水排水;1992年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李光炽;流域洪水演进模型及其参数反问题研究[D];河海大学;2001年
2 淮永建;虚拟场景中实时图形绘制关键技术研究[D];西北工业大学;2002年
3 彭仪普;地形三维可视化及其实时绘制技术研究[D];西南交通大学;2002年
4 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
5 刘纯平;多源遥感信息融合方法及其应用研究[D];南京理工大学;2002年
6 闫冬梅;基于特征融合的遥感影像典型线状目标提取技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
7 张立强;构建三维数字地球的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
8 许妙忠;虚拟现实中三维地形建模和可视化技术及算法研究[D];武汉大学;2003年
9 黄铎;三维城市模型的数据内容[D];武汉大学;2004年
10 马建明;江河防洪模拟软件系统几个关键技术研究及实现[D];中国水利水电科学研究院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 徐连军;库群——河网系统明渠非恒定流计算[D];大连理工大学;2000年
2 傅宗甫;感潮河网引水增流水力水质计算及河道糙率优化[D];河海大学;2002年
3 谢莹莹;城市排水管网系统模拟方法和应用[D];同济大学;2007年
4 陈栋;河网非恒定流数值模拟可视化研究[D];扬州大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨开林;汪易森;;南水北调中线工程渠道糙率的系统辨识[J];中国工程科学;2012年11期
2 吴晓玲;向小华;李菲菲;王船海;;平原区河网水流计算校正模型[J];河海大学学报(自然科学版);2012年01期
3 ;Hydraulic model with roughness coefficient updating method based on Kalman filter for channel flood forecast[J];Water Science and Engineering;2011年01期
4 程伟平;陈一帆;;基于先验信息的河流糙率广义反演方法[J];四川大学学报(工程科学版);2011年03期
5 雷燕;唐洪武;周宜林;刘刚;陈玫;;遗传算法在河网糙率参数反演中的应用[J];水动力学研究与进展A辑;2008年06期
6 吴晓玲;向小华;王船海;陈喜;;结合滤波增益的模型误差校正研究[J];水动力学研究与进展A辑;2010年04期
7 张潮;毛根海;张土乔;程伟平;;基于数据挖掘的河网糙率直接反演方法[J];水力发电学报;2009年01期
8 邵月红;张万昌;;统计权重矩阵法在雷达估测降水集成中的应用[J];水科学进展;2009年06期
9 张小琴;包为民;梁文清;黄琳煜;;河道糙率问题研究进展[J];水力发电;2008年06期
10 辛小康;刘刚;张向东;肖洋;;基于遗传优化的河网数学模型糙率参数反演[J];水利水电科技进展;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张潮;基于机器学习的河网糙率反演[D];浙江大学;2008年
2 谢善斌;基于瞬变流动分析的给水管网事件模型基础研究[D];北京工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 蒋晶晶;糙率变化对圣维南方程组数值解的影响[D];郑州大学;2010年
2 王洋;城镇供水管网模拟与监控模型研究[D];河北农业大学;2011年
3 张瑛;供水管网漏损分析与漏水量模型建立方法的研究[D];天津大学;2010年
4 吉乔伟;时用水量预测及供水管网节点流量反分析研究[D];浙江大学;2007年
5 刘志贤;基于遗传算法的河网糙率反分析研究[D];浙江大学;2008年
6 万玲;基于奇异值分解的定回线源瞬变电磁数据处理算法研究[D];吉林大学;2010年
7 李钊;石头河水库灌区东干渠水流数值模拟研究[D];西安理工大学;2009年
8 李旭;涧峪水库上游河道主槽入库流量的研究与计算[D];西安理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦权;随机有限元及其进展──Ⅰ.随机场的离散和反应矩的计算[J];工程力学;1994年04期
2 杨世孝,肖子良;网河不恒定流隐式方程组的稀疏矩阵解法Ⅱ-子块消元法[J];高等学校计算数学学报;1994年01期
3 陈肇和;李国庆;;高水头双曲挑坎体形设计计算及其在龙羊峡模型试验中的验証[J];华北水利水电学院学报;1985年01期
4 张二骏;张东生;李挺;;河网非恒定流的三级联合解法[J];华东水利学院学报;1982年01期
5 芮孝芳;;线性时不变汇流系统的初步研究[J];华东水利学院学报;1982年02期
6 金忠青;;控制急流结构的水力设计[J];华东水利学院学报;1982年03期
7 芮孝芳;;扩散波和线性扩散模型解析解的应用[J];华东水利学院学报;1985年03期
8 孙德根;金忠青;;压板式短进水口的水力计算[J];华东水利学院学报;1986年01期
9 孙德根;黄细彬;金忠青;;压板式短进水口的优化水力设计[J];河海大学学报;1988年04期
10 金忠青;陈夕庆;;用脉冲谱—优化法求解对流—扩散方程边界条件控制反问题[J];河海大学学报;1991年01期
【相似文献】
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1 韩其为,梁栖容;断面内不同湿周上糙率迭加方法的讨论[J];水利学报;1981年04期
2 许光祥;汊道糙率计算中非封闭问题的处理方法[J];四川大学学报(工程科学版);1995年02期
3 崔磊;陈震;王君;李磊;;浅议天然河道糙率的分析方法[J];河南水利与南水北调;2008年10期
4 赵瑞娟;刘鸿涛;陈伟;;输水渠道水力糙率计算方法比较[J];东北水利水电;2009年12期
5 张红武;冲积河床糙率模拟问题的探讨[J];武汉大学学报(工学版);1986年03期
6 李效贤;长距离输水管道糙率现场测试[J];山西水利;2005年03期
7 程昌华,许光祥,余卓华;航道工程水力计算的数学模型[J];重庆交通学院学报;1994年04期
8 吴雪茹;长洲水利枢纽水工模型验证试验[J];广西水利水电;1994年02期
9 张升堂,康绍忠;基于矢量糙率的栅格单元流量分配模型[J];水利学报;2005年11期
10 李治勤;徐卫东;高培建;;群潜坝对河道糙率影响的数值模拟研究[J];太原理工大学学报;2011年03期
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1 马娟;潘静;丁全林;孙正安;;上桥—阚疃洪水演进数值模拟研究[A];中国水利学会2010学术年会论文集(下册)[C];2010年
2 耿大新;杨林德;方焘;;基于反演参数的大断面洞室稳定性研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
3 朱振华;吴时敏;;非确定性反分析在基坑工程中的应用[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
4 王普庆;李东征;刘衍杰;罗昌忠;宋六琦;;现状河道洪水演进速度变缓原因初步分析[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
5 郑国栋;黄本胜;赖冠文;黄东;;涉水建筑物局部阻力简化计算研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(下册)[C];2005年
6 盛建龙;路世豹;;基坑应力场的反分析方法及工程应用[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
7 汪天庚;许宝胜;汪莉;;通过石油井眼崩落形状预计地应力[A];面向21世纪的岩石力学与工程:中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年
8 王进军;刘书胜;张信明;;调整水流状态治理桥下河床淤积[A];铁路桥梁水文及病害调查整治经验——中国铁道学会铁道工程分会水工水文专业委员会、中国灾害防御协会铁道专业委员会学术交流会论文汇编(第二集)[C];2006年
9 付辉;王军;杨开林;崔巍;;冰期输沙研究初探[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
10 马进荣;赵晓冬;何学铭;陈少明;;有区间入流的河道洪水演进水文学算法[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张晓梅;致力于研究成果的实际应用[N];中国交通报;2002年
2 黄河水利科学研究院;为维持黄河健康生命提供科技支撑[N];黄河报;2009年
3 本报通讯员 钱熊 记者 陈君;吴中如院士谈大坝安全监控[N];中国水利报;2005年
4 本报记者 都潇潇;“数字防汛”:守卫黄河一奇兵[N];黄河报;2006年
5 水利部小浪底建管局 水利部黄委防汛办公室 张璟华 赵咸榕;洪水保险:还要走很长的路[N];中国水利报;2007年
6 吕秀环;黄委七项成果获二○○九年度大禹奖[N];黄河报;2010年
7 本报记者 都潇潇;黄河防汛 准备好了吗?[N];黄河报;2007年
8 曹雪玲 管光华;美国中亚利桑那调水工程运行的一些做法和经验[N];中国水利报;2008年
9 苑希民 万洪涛;防洪减灾中的信息技术[N];中国水利报;2004年
10 记者 田志娟 实习记者 都潇潇;黄委科技委召开2006年年会[N];黄河报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程伟平;流域洪水演进建模方法与河网糙率反分析研究[D];浙江大学;2004年
2 李光炽;流域洪水演进模型及其参数反问题研究[D];河海大学;2001年
3 黄凌;基于三维洪水演进数值模拟的溃坝损失评价与对策研究[D];天津大学;2010年
4 张宇鑫;大体积混凝土温度应力仿真分析与反分析[D];大连理工大学;2002年
5 翟宜峰;黑龙江省防洪决策支持系统关键技术问题研究[D];大连理工大学;2004年
6 武桂芝;大沽河河道渗漏及其对洪水演进影响研究[D];中国海洋大学;2010年
7 姬亦工;层状非均质地基及其与多块板相互作用和反分析研究[D];大连理工大学;2000年
8 魏翠玲;粘弹性层状地基的动态反分析[D];大连理工大学;2000年
9 阎俊爱;城市智能型防洪减灾决策支持系统研究[D];天津大学;2004年
10 茹忠亮;三维进化弹塑性并行有限元反分析系统研究[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈明;基于GIS技术的湿地洪水演进仿真模块的开发[D];大连理工大学;2005年
2 陈文辉;基于Vega平台的洪水演进三维仿真应用研究[D];华中科技大学;2004年
3 黄修山;渭河下游河道淤积萎缩对洪水演进规律的影响研究[D];西安理工大学;2005年
4 李永刚;碾压混凝土坝温度场分析与反分析[D];西安理工大学;2005年
5 孙晓立;路面结构反分析方法研究[D];湖南大学;2002年
6 黄辉;河道一维水力计算参数的研究[D];四川大学;2004年
7 赵振武;渭河下游洪水演进数值模拟及防洪减灾对策研究[D];武汉大学;2004年
8 欧剑;飞来峡~石角河道洪水演进方法研究[D];河海大学;2004年
9 张挺;长河道洪水演进计算[D];四川大学;2001年
10 陈留凤;应变监测反分析及其工程应用[D];武汉大学;2004年
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