1.基于模型降阶技术的包含闸门的圣维南方程组建模方法，其特征在于，用于实现水利工程的水流模拟与预测仿真，包括以下步骤：S1、构建包含闸门的原始圣维南方程组；

S2、对构建的原始圣维南方程组进行离散化处理，得到高维系统中的非线性函数；

S3、基于仿真目的，利用原始圣维南方程组进行系统仿真，收集状态向量构建快照矩阵；

S4、基于高维系统中的非线性函数，利用模型降阶技术简化快照矩阵，进而构建原始圣维南方程组对应的低维降阶模型，完成包含闸门的圣维南方程组构建；

所述S1中，包含闸门的原始圣维南方程组包括连续性方程和动量方程，并根据闸门位置，将闸门的过流关系作为原始圣维南方程组的边界条件；

在原始圣维南方程组中，连续性方程为：

动量方程为：

边界条件为：

式中，A表示过水断面面积，Q表示流量，t表示时间，x表示河道的长度，h表示水深，g表示重力加速度，S0表示底坡，Sf表示阻力坡度，Qg表示通过闸门的流量，Cd表示流量系数，α表示闸门开度，b表示闸门宽度，hu和hd分别表示闸前和闸后水位；

所述S2中，对圣维南方程组的离散化处理包括空间离散化和时间离散化；

其中，在控制体积i处，将连续性方程离散化处理为：将动量方程离散化处理为：

式中， 表示第i个单元在时间步n的水深， 表示第i个单元右侧边界的流量通量，表示第i个单元左侧边界的流量通量， 表示第i个单元在时间步n的流量， 表示第i个单元右侧边界的动量通量， 表示第i个单元左侧边界的动量通量， 表示第i个单元在时间步n的摩阻坡度，Δt表示时间离散化的时间步长，Δx表示对河道长度离散化的步长；

第i个单元右侧边界的动量通量 的计算公式为：

式中， 表示第i+1个单元在时间步n的流量， 表示第i个单元在时间步n的流量，表示第i+1个单元在时间步n的水深， 表示第i个单元在时间步n的水深，Δx表示对河道长度离散化的步长，g表示重力加速度；

第i个单元在时间步n的摩阻坡度 的计算公式为：式中，nm表示曼宁粗糙系数， 表示第i个单元在时间步n的流量，Ai表示过水断面面积，Ri表示水力学参数湿周；

所述S2中，在对圣维南方程组进行离散化处理时，当闸门位置在ij+1/2时，根据闸门的边界条件，将动量通量 替换为对应的闸门过流量，其表示为：式中， 表示第j个闸门的闸门过流量，Cd表示流量系数， 表示第j个闸门在时间步n的开度，bj表示第j个闸门的宽度， 表示第i个单元中第j个闸门在时间步n的水深，ij表示闸门的控制体积处，下标j表示闸门数量，j＝1,2,…,N；

所述S2，离散化处理后的系统状态向量x(t)表示为：式中，前M个分量hi(t)表示各控制体积的水深，后M个分量Qi(t)表示各控制体积的流量；

高维系统的动力学方程：

式中，F(x)表示高维系统中的2M维非线性函数，其表示为：式中，符号QM+0.5表示位于第M个单元和第M‑1个单元之间的动量通量，h1,…,hM分别表示第1个单元...第M个单元的水深，Sf,1,…,Sf,M分别表示第1个单元到第M个单元的摩擦坡度，g表示重力加速度，S0表示底坡；

其中，前M个分量为高维系统的水深变化率，其表示为：后M个分量为高维系统的流量变化率，其表示为：

其中，动量通量表示为：

式中，Qg,j表示闸门过流量；

所述S3包括以下分步骤：

S31、基于仿真目的，在选定的采样时刻或工况下，使用原始圣维南方程进行系统仿真，得到系统的高维状态向量x(ti)；其中，ti表示采样时刻；

S32、将得到的高维状态向量依次作为快照矩阵S的列向量，进而构建出快照矩阵S：S＝[x(t1)x(t2)…x(tL)]；

所述S4包括以下分步骤：

S41、对快照矩阵S进行奇异值分解，得到左奇异向量矩阵U、奇异值矩阵Σ和右奇异向量矩阵V，取最大的k个奇异值构建降阶基矩阵Uk；

式中，u1,u2,…,uk表示降阶基矩阵Uk的列向量， 表示由维度维(2M,k)的矩阵构成的实数矩阵集合，M表示断面单元数；

S42、根据降阶基矩阵Uk，构建降阶状态变量a(t)；

式中，x(t)表示对原始圣维南方程组离散化后的系统状态向量，T表示转置运算符，表示由k维实数向量构成的向量集合；

S43、基于构建的降阶状态变量，将原始圣维南方程组离散化得到的高维系统投影到降阶基矩阵上，构建低维降阶模型；

式中，a表示低维降阶模型的状态变量值，F(.)表示原始圣维南方程组离散化得到的高维系统中的非线性函数，T表示转置运算符。