基于数据同化的洞庭湖水沙模拟及调控技术研究

任务来源：

技术领域：水环境与水生态

技术来源：湖南省水利厅推荐

技术简介

根据长江干流、洞庭湖区实测资料，分析了三峡运行前后水文情势变化特征及其影响因素。同时，基于多测站实时观测信息构建了粒子滤波同化模块的一维非恒定流水沙数值模型，动态校正糙率系数等参数，并模拟荆江-洞庭湖未来30年长系列水沙情景，研究湖区冲淤演变规律和趋势，提出防洪体系布局优化方案。

主要性能指标

技术特色

1.基于数据同化方法，建立了依据水文监测数据进行实时修正的洞庭湖水沙模拟模型，显著提高了水沙模拟的精度。 2.传统洪水模型面临率定验证的时效性较短、模拟精度随时间递减的问题，基于数据同化技术的洞庭湖水沙模拟模型将数学模型和观测分析两者的优点有机结合，将多源、多分辨率的观测数据融入到数学模型的动力框架中，从而优化更新洪水模型状态变量，对洪水模型参数进行动态校正。 3.对模型的不确定性进行分析，进而提升数学模型的模拟预测精度。

推广情况

项目的研究是针对三峡及其上游干支流水库陆续投入使用后，新水沙条件下洞庭湖防洪减灾问题而开展的，既强调问题的导向性和实用性，又注重理论、技术、方法上的先进性和科学性，通过学科交叉和诸多高新技术的应用和集成，取得了一批重要成果。响应国家新时期治水新思路，以荆江-洞庭湖区域为研究对象，结合实测水沙系列，利用水沙模拟模型，深刻揭示了三峡水库运用前后洞庭湖水沙情势变化规律及驱动因素，并预测了未来洞庭湖演变规律和趋势，提出了适应水沙新变化的防洪减灾体系。能够为流域防洪安全、合理开发和有效保护等实际工作提供科学指导和参考，有力支撑了湖南在中部地区的“绿色崛起”与永葆洞庭湖“一湖清水”的战略目标。此外，分析洪水等极端水文事件可更有针对性的采区积极措施降低由此、造成的灾害经济损失，具有较大的潜在经济效益。应用单位主要为2020年洪水影响较大、险工险段较多的华容县、安乡县。

典型案例

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负责人：赵文刚

0731-85486255 /

湖南省水利水电科学研究院，清华大学，长江水利委员会水文局

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