宋雪航
- 作品数：5 被引量：41H指数：4
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学天文地球更多>>
- 非饱和土壤水的集合卡尔曼滤波Ⅰ:状态向量与非饱和流算法的选择被引量：4
- 2015年
- 土壤水运动是水分循环中的基本过程,但土壤水预测面临着参数获取难、预测精度差等挑战。数据同化技术为土壤水参数估计和精确预报提供了一种新的方法。本文建立了基于3种不同非饱和水流求解方法的集合卡尔曼滤波(En KF)算法,针对状态向量的选择和正演模型的选择两个问题,研究了非饱和土壤水En KF的计算性能。研究结果表明:对于非线性非饱和水流问题,同时更新水头和参数比仅仅更新水头能够取得更好的预测效果,特别是当多参数未知时;En KF本质上是Monte Carlo方法,极端样本容易导致Picard-h和Picard-mix算法的崩溃,因此传统的HYDRUS程序与复杂非饱和土壤水的数据同化兼容性不佳;当同时同化水头和参数时,如果极端的样本值能够快速得以更新,Picard-h和Picard-mix算法在数据同化模拟中的适用性能得以提升;但由于观测信息对参数的校正能力取决于特定的问题和条件,Ross算法是执行非饱和土壤水数据同化模拟的更好选择。
- 张秋汝史良胜宋雪航方旭东
- 关键词：集合卡尔曼滤波数据同化非线性
- 基于集合卡尔曼滤波的潜水动态预测方法被引量：6
- 2014年
- 将集合卡尔曼滤波(EnKF)方法拓展至补给条件下潜水流动的数据同化问题,通过同化水位、水力传导度和降雨补给等测量数据来更新模型状态、反演模型参数,探讨了在不同补给条件下测量数据对水力传导度和降雨入渗补给系数反演的影响,分析了不同类型测量数据在同化中的作用.结果表明:EnKF方法可以通过动态的测量数据改善对地下水模型参数的估计,方法在降雨补给量较大条件下可以取得更好的同化效果,说明在雨季等地下水运动变动剧烈时的测量数据价值更高,有长期水位动态测量数据时,可以通过水位观测值有效地反演出水力传导度和降雨入渗补给系数.
- 宋雪航史良胜杨金忠
- 关键词：集合卡尔曼滤波数据同化
- 华北平原地下水补给量计算分析被引量：24
- 2013年
- 采用溴示踪法研究华北平原山前冲积平原和中部平原有灌溉和无灌溉区域的地下水补给,得到研究区平均地下水补给量为126.10 mm,平均补给系数为0.185 2,有灌溉实验点的补给量和补给系数大于无灌溉实验点。同时对示踪剂运移深度和含水量分布、降雨灌溉量和地下水埋深等影响因素进行分析。将各实验点计算结果与国内有关学者采用示踪剂法所得到的补给系数进行对比分析,论证了研究结果的可靠性,此研究成果可为华北平原地下水资源分析提供重要参考。
- 谭秀翠杨金忠宋雪航查元源
- 关键词：地下水补给示踪实验华北平原溴
- 地下水位在非饱和水流数据同化中的应用被引量：5
- 2015年
- 为理解地下水位观测信息在非饱和水流数据同化中的数据价值,建立了基于地下水位动态观测信息的一维饱和-非饱和水流集合卡尔曼滤波,通过虚拟数值实验检验了地下水位观测信息在非饱和水力参数估计和水分校正中的潜在价值。研究结果表明:在以地下水位为唯一观测数据时,同时更新参数和水头比仅更新水头能更好地校正土壤剖面的水头分布;当多层单个水力参数未知时,地下水位观测可以为参数估计提供有效信息;当多层多个参数未知时,地下水位与多层多个参数之间的复杂关系导致观测信息难以估计出最优的(唯一的)参数值;地下水位可作为辅助信息,与含水量观测等信息联合运用改善参数估计和含水量预测精度。
- 史良胜张秋汝宋雪航方旭东
- 关键词：地下水位集合卡尔曼滤波数据同化
- 地下水参数反演的确定性集合卡尔曼滤波方法被引量：6
- 2016年
- 由于地下水流动的发生环境通常非常复杂,通过稀少的钻孔资料难以对含水层特征进行准确的描述,而数据同化技术可以利用地下水位等动态数据反演出含水层的特征.为减小大尺度问题的抽样误差,提出了以确定性抽样技术为基础的卡尔曼滤波方法,讨论了确定性卡尔曼滤波方法在强烈非均匀介质和大尺度问题中的应用效果.研究结果表明:确定性卡尔曼滤波方法生成了唯一的样本集合,避免了传统集合卡尔曼滤波方法预测结果的不确定性;该方法能够缓解小样本条件下的系统方差快速衰减现象,并在强烈非均质介质中表现出良好的计算性能;结合局部化技术,确定性集合卡尔曼滤波方法能够很好地解决大尺度地下水系统的参数反演问题.
- 林琳史良胜宋雪航
- 关键词：地下水数据同化卡尔曼滤波
