基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用

韦云姣; 张召; 李月强; 王艺霖; 张家驹; 许江涛

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20251017

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基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用

水利枢纽、水工建筑物 | 更新时间：2026-02-25

- 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用
- 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用
- 水电能源科学 2025年43卷第10期页码：110-114
- 作者机构：
  
  1. 长安大学水利与环境学院
  2. 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室
  3. 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室
  4. 中国水利水电科学研究院水资源研究所
  5. 河海大学水利水电学院
  6. 中国南水北调集团中线有限公司
  7. 中国南水北调集团水网智慧科技有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2022YFC3204604)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20251017
  中图分类号： TV663
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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韦云姣, 张召, 李月强, 等. 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用[J]. 水电能源科学, 2025,43(10):110-114.

韦云姣, 张召, 李月强, et al. 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用[J]. 2025, 43(10): 110-114.
韦云姣, 张召, 李月强, 等. 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用[J]. 水电能源科学, 2025,43(10):110-114. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20251017.

韦云姣, 张召, 李月强, et al. 基于EnKF的明渠闸门综合流量系数反演模型及应用[J]. 2025, 43(10): 110-114. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20251017.

摘要

为提高明渠系统中闸门综合流量系数的识别精度与水动力模型的模拟精度，构建了一种集合卡尔曼滤波（EnKF）与一维非恒定流模型耦合的参数同化方法，选取4类水情监测数据（上游水位、闸前水位、闸后水位、过闸流量）作为同化观测系统，并应用于一闸—两渠池典型明渠闸控系统综合流量系数的反演与更新。在此基础上，采用最小二乘法识别了同化综合流量系数与闸门开度间的二次函数关系，构建了适用于明渠闸门的综合流量系数预测模型。相较于传统经验公式系数用于水力学模型模拟的结果，同化反演拟合系数用于水动力模拟结果中上游水位的平均绝对误差M

MAE

下降了71.4%

决定系数R

提升了25.2%;闸前水位的M

MAE

下降了62.5%

提升了18.4%。可见该方法能够实现对综合流量系数的实时校正与动态估计，显著提升了明渠系统水动力模型模拟精度与参数可靠性。

Abstract

关键词

Keywords

references

曹玉升,畅建霞,陈晓楠,黄会勇.基于遗传程序的南水北调中线节制闸过闸流量计算模型研究[J].水利学报,2016(06).

王文,寇小华.水文数据同化方法及遥感数据在水文数据同化中的应用进展[J].河海大学学报(自然科学版),2009(05).

岳延兵,李致家,李振兴.基于集合Kalman滤波的河道洪水预报研究[J].水电能源科学,2011(01).

Xiaohui Lei,Yu Tian,Zhao Zhang,Lingling Wang,Xiaohua Xiang,Hao Wang.Correction of pumping station parameters in a one-dimensional hydrodynamic model using the Ensemble Kalman filter[J].Journal of Hydrology,2019.

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