案例数据同化在一维水动力洪峰预报模型中的应用数值模拟

无数据同化（Free run）

0.61

-0.2

0.14

0.01

-1.38

有数据同化 (DA)

0.87

0.8

0.55

0.78

0.47

无数据同化和有数据同化这两个模型模拟的2010年12月的主要洪水事件（预见期12 h）的结果对比如图2所示，相对较粗的线段表示流量数据，对应左边的纵坐标；较细的线段表示水位数据，对应右边的纵坐标。蓝色点线为Mussey观测站的观测数据，总体来说，采用数据同化后模型的预测值（红色虚线）更接近观测值，模型得到的流量结果与观测值的吻合度比水位结果的更高。模型采用的摩擦系数Ks可能是导致此现象的原因。

全局模型中采用的摩擦系数Ks是在校准10次洪水事件的流量数据过程中得到的平均值。Mussey河段对应的摩擦系数为20，漫滩对应的摩擦系数为13。为了解决摩擦系数引起的不确定性，对于数据同化模型结果比观测值更高的部分（见图3，粉色阴影区域），将Mussey河段的摩擦系数改为27，漫滩的摩擦系数改为15；针对数据同化模型结果比观测值更低的部分（见图3，蓝色阴影区域），河段摩擦系数改为16，漫滩摩擦系数改为9。修正摩擦系数后，模型模拟得到的流量数据结果不变，和原模型的结果一致；而修正后的水位数据和观测值吻合度明显提高，峰值相对原模型更接近观测数据。