马斯京根多河段流量演算线性方法

马斯京根多河段流量演算线性方法王煜（黄河水利委员会设计院）１引言进行多河段洪水演算的方法很多，目前较常应用的是马斯京根分河段演进法、马斯京根有限差解、马斯京根解析解、特征河长法、迟滞瞬时单位线法等以及由它们导出的众多的修正方法。笔者提出了马斯京根有限...     

具有行蓄洪区的河道流量演算方法探讨

以马斯京根流量演算法为基础提出了具有行蓄洪区时防洪系统流量演算的一般方法,是马斯京根法在具有行蓄洪区的河道洪水演算的推广应用.对行洪区的入流处理进行了讨论并提出了计算分流比的实用方法.最后以淮河中游王家坝到鲁台子河段为例,根据工程布局、水文站和水位站的分布将该河段分成10段,对12场洪水进行模拟预报计算,精度较高     

河道洪水反流向演算过程迭代方法

在流域防洪调度中需要考虑河槽的调蓄作用,河道洪水反流向演算可以简化河库联合调度模型的求解;马斯京根法是河道洪水演算的常用方法,但不能直接用于解决洪水反流向演算问题;提出了马斯京根法和迭代试算相结合的过程迭代算法;实例表明方法是实用有效的。     

用马斯京根法推算入库洪水

入库洪水计算方法比较多,都各有一定适用条件和计算精度。对于那些河道型水库,即水库入流条件比较单一,水库回水末端至坝址沿程区间径流比较小,且坝址处具有洪水过程线时,可以用马斯京根法反推入流过程线,以此作为入库洪水。应用马斯京根法推算入库洪水,其概念比较明确,方法简便,资料条件也较易得到满足,虽有一定的近似性,但仍不失为目前推算入库洪水的方法之一。     

马斯京根洪水演算方程参数确定的最小二乘法

本文根据线性回归的最小二乘法原理，提出了一种由实测洪水资料直接确定马斯京根洪水演方程参数Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２的方法。该方法与目前广泛采用的试错法相比，具有计算的参数精度较高，计算过程可以程序化等优点。     

基于免疫粒子群算法的马斯京根模型参数识别

目前在河道汇流计算中广泛应用的是马斯京根模型,该模型参数的优化求解是影响能否精确模拟实测水文过程的关键问题.以往的模型参数求解大多采用试错法、矩法等方法,计算过程繁琐,计算精度不高,影响到模型的模拟精度.针对此类问题,笔者将免疫原理与粒子群优化算法有机结合.提出了免疫粒子群优化新方法,有效解决了传统方法的计算结果精度不高的问题,并在马斯京根模型参数优化求解中得以应用,结果表明免疫粒子群算法的计算结果精度令人满意,为河道洪水演算方面研究提供了一种新的研究方法和研究模式.     

入库洪水计算的动力波模型

一、前言入库洪水是水库防洪规划设计的重要依锯。现行的入库洪水计算方法,如合成流量法和马斯京根法,由于区间洪水计算困难或不能考虑洪水的遭遇情况,使得入库洪水的计算成果精度较低,难以满足生产实际的需要。鉴于以上问题,本文从一维明渠不恒定流数值计算的途径,提出了入库洪水计算的动力     

马斯京根方程参数确定及其程序化实现

常用的试算法在确定马斯京根方程参数时一般得不到最优结果,且计算较繁杂。正是针对这缺陷,尝试应用搜索法来确定其参数,并将方法程序化,在洪水预报实例应用中,该方法所确定的参数值较试算法更优,也更简便,从而实现了求参过程的优化和简化。     

基于模拟退火粒子群算法的河道洪水反流向演算

简单介绍了洪水演算的几种常用方法,提出了洪水反流向演算的困难,提出了采用模拟退火粒子群优化算法与马斯京根算法相结合解决洪水反流向演算的策略,并用实例证明是可行而有效的。     

Matlab遗传算法工具GUI率定马斯京根模型参数

本文针对传统及改进马斯京根洪水演算模型,利用简单易行的Matlab遗传算法工具(gatool)GUI进行模型参数最优估计,获得不同优化准则下的模型参数,并进行检验.结果表明用Matlab遗传算法工具GUI优选改进后的马斯京根模型参数,收敛能力强、计算时间短、所得演算流量更接近实际.     

马斯京根法参数的一种数学估计方法

应用最小二乘原理进行了马斯京根法参数的最优估计。这种数学估计方法避免了常用的度错法的盲目性和不确定性,并具有确定模型参数快速、最优和唯一性等特点。在实际河道洪水演算中取得了较好的应用效果。     

分布式水文模型的GPU并行化及快速模拟技术

分布式水文模型对流域水文过程的应用深度及广度不断加深,常与数值天气及气候预报相结合,面临巨大的计算量。近年来GPU技术的进步使普通电脑能够实现高效而又廉价的并行计算。提出了资料插值、单元产流以及单元汇流采用GPU并行计算,马斯京根法河道汇流采用一种非并行的递归方法。基于笔记本电脑和NVIDIA GPU/CUDA结合C#语言,由分布式新安江模型在沂河流域的模拟应用表明,降水量空间插值及新安江产流的并行执行效率为普通CPU上C#的8~9倍。使用直接递归法实现马斯京根汇流演算比以往采用汇流次序表的执行效率提升0.5~0.9倍。     

Trial Embankment Analysis to Predict Smear Zone Characteristics Induced by Prefabricated Vertical Drain Installation

In this study, FLAC finite difference software has been adopted to simulate the performance of the ground improved using prefabricated vertical drains assisted preloading, considering smear zone characteristics. The numerical code has been applied to predict smear zone properties employing a back calculation procedure using the results of several case studies. The construction of a trial embankment is proposed as a reliable method to predict the smear zone characteristics. The proposed back calculation method is applied to estimate the minimum required degree of consolidation and consequently the minimum required preloading time, resulting in a reliable estimation of the smear zone permeability and extent. Three preloading case studies considering both conventional preloading and vacuum assisted preloading have been simulated to verify the numerical code and to conduct the parametric study using the back calculation procedure. According to the results, the properties of the smear zone can be back-calculated reliably, when at least 33 % degree of consolidation due to trial embankment construction is achieved.     

降雨条件下岩土饱和-非饱和渗流分析

基于Buckley-Leverett两相渗流方程,提出了新的岩土饱和-非饱和渗流数学模型,利用有限差分方法给出了隐式压力显示饱和度数值求解方法,编制了饱和-非饱和渗流计算程序.结合工程实例,模拟了降雨入渗条件下边坡岩体渗流场孔隙压力变化和含水饱和度变化,模拟结果验证了所提出的模型对饱和-非饱和渗流的有效性.     

目标函数对马斯京根法河道流量演算精度的影响

在用马斯京根法进行河道流量演算时,由于传统的试算法在精度和客观性上的欠缺,目前广泛使用最小二乘法来进行优化计算.在应用最小二乘法时,发现选择不同的目标函数会对最终的流量计算结果的精度产生影响.因此,本文应用了两种目标函数:河槽蓄量误差最小和出流量误差最小,推导了它们在最小二乘意义上的流量演进参数解析式,进而研究了对流量计算精度的影响.对3场洪水过程的模拟结果表明,以出流量误差最小为目标函数所获得的流量计算精度更高:与河槽蓄量误差最小相比,相对平均绝对误差分别降低了4%,25%和25%,说明使用出流量误差最小作为优化的目标函数更为有效.     

扩域搜索遗传算法优化马斯京根参数及其应用

马斯京根法作为河道洪水预报的重要方法,参数和系数的率定是关键和难点,直接影响其预报精度。在详细阐述扩域搜索遗传算法基本思想和性能分析的基础上,以模拟结果与实测值的误差最小作为进化目标,直接搜索马斯京根法预报方程系数,获得河道上下游流量关系方程。对黄河下游夹河滩至高村的洪水过程进行研究,传统方法的平均绝对误差为240 m³/s,平均相对误差为0.13;遗传算法的平均绝对误差为95 m³/s,平均相对误差为0.05。结果表明：遗传算法精度明显高于传统方法。在实际应用中,对于河道洪水波的传播规律性变化较大的河道,应根据不同量级洪水来模拟洪水的传播规律,并对相应量级的洪水进行预报。     

Determining elastic constants of transversely isotropic rocks using Brazilian test and iterative procedure

The elastic constants of rocks are the basic parameters for rock mechanics, and play a very important role in engineering design. There are many laboratory methods to determine the elastic constants of transversely isotropic rocks, and the Brazilian test is a popular method. This paper presented a method combination of the Brazilian test, back calculation, and iterative procedure to evaluate the five independent elastic constants of transversely isotropic rocks in laboratory. The strain data at the centre of discs were obtained using Brazilian test. The stresses at the centre of discs were computed using numerical programs. By using back calculation, the temporary elastic constants were computed after the stresses and stains were substituted into elastic mechanics equations. After iterative procedure, the convergent values of the elastic constants can be obtained. One numerical example and three experimental cases were proposed to show the applicability of this method. The convergent values of the five independent elastic constants can be obtained in no more than 10 iterative cycles. The results coming from numerical analysis method exhibited satisfactory outcome in accordance with those of generalized reduced gradient method. The merits of this method include convenient specimen preparation of the Brazilian test, simple iterative procedure, and readily available commercially numerical programs, so that this method can be easily popularized in research and engineering analysis. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

地下水地表水联合模拟的解析单元法理论及应用

本文介绍了解析单元法的基本理论及适用条件 ,并运用该方法 (GFL OW1软件 )计算了某水库蓄水过程中库首结晶岩区风化裂隙水渗流场变化 ,取得良好效果.