[發(fā)明專利]一種適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710338007.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107133409B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡義明;梁忠民;李彬權(quán);王軍;劉甜;酈于杰;唐甜甜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法，基于變參數(shù)概率分布函數(shù)模型和等效風(fēng)險(xiǎn)水平概念，解決了變化環(huán)境下已建工程的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核問(wèn)題，克服了目前基于平穩(wěn)性假定的洪水復(fù)核方法無(wú)法應(yīng)用于變化環(huán)境下非平穩(wěn)情景這一不足。本發(fā)明適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法，克服了目前基于平穩(wěn)性假定的洪水復(fù)核方法無(wú)法應(yīng)用于變化環(huán)境下非平穩(wěn)情景的不足，解決了變化環(huán)境下已建工程的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核問(wèn)題；在變化環(huán)境下的工程水文計(jì)算領(lǐng)域，具有較好地應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法，尤其涉及一種基于變參數(shù)概率分布函數(shù)模型和等效風(fēng)險(xiǎn)水平概念的變化環(huán)境條件下的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法。

背景技術(shù)

在水利工程運(yùn)行期間，根據(jù)不斷積累的實(shí)測(cè)洪水資料，對(duì)工程原有的設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行復(fù)核，是保證工程安全運(yùn)行的基礎(chǔ)工作。目前的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法應(yīng)用的前提條件是洪水極值樣本系列需滿足平穩(wěn)性假定。然而，由于氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)的影響，洪水極值系列常發(fā)生趨勢(shì)性或跳躍性變異，而不再滿足平穩(wěn)性要求。對(duì)于不滿足平穩(wěn)性要求的非平穩(wěn)性洪水極值系列，若采用現(xiàn)行平穩(wěn)性框架下的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水的復(fù)核計(jì)算，其結(jié)果的可靠性必將受到質(zhì)疑，將此復(fù)核成果應(yīng)用于實(shí)際工程，無(wú)疑將增加工程的水文設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法，克服了目前基于平穩(wěn)性假定的洪水復(fù)核方法無(wú)法應(yīng)用于變化環(huán)境下非平穩(wěn)情景的不足，解決了變化環(huán)境下已建工程的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種適應(yīng)環(huán)境變化需求的工程設(shè)計(jì)洪水復(fù)核方法，包括如下步驟：

(1)洪水極值樣本選取：根據(jù)工程設(shè)計(jì)洪水時(shí)采用的洪水極值變量，從歷史觀測(cè)洪水過(guò)程中，選取符合要求的洪水極值樣本系列；

(2)洪水極值變異性檢驗(yàn)：采用常用的趨勢(shì)性或跳躍性檢驗(yàn)方法，對(duì)步驟(1)中的洪水極值系列的變異性進(jìn)行檢驗(yàn)，包括變異類(lèi)型、變異是否顯著性；

(3)洪水極值的概率分布描述：根據(jù)步驟(2)的變異性檢驗(yàn)結(jié)果，構(gòu)建兩個(gè)以上不同的趨勢(shì)性或跳躍性的變參數(shù)概率分布函數(shù)模型，描述變化環(huán)境下非平穩(wěn)性洪水極值變量的統(tǒng)計(jì)分布特征；

(4)最優(yōu)模型選取：基于擬合優(yōu)度評(píng)估指標(biāo)，評(píng)估步驟(3)中構(gòu)建的不同變參數(shù)聯(lián)合概率分布函數(shù)模型對(duì)洪水極值系列的擬合效果，并選取擬合最優(yōu)的模型F_t(X)作為最終采用的變參數(shù)分布函數(shù)模型；

(5)工程的水文設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)水平計(jì)算：根據(jù)工程在設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)指標(biāo)，包括工程的設(shè)計(jì)壽命L和工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)T，計(jì)算工程的水文設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)水平值RL，

(6)工程的洪水設(shè)計(jì)值復(fù)核調(diào)整：假定工程在運(yùn)行t₀年后，系列受環(huán)境變化的影響呈減少趨勢(shì)，采用步驟(4)中最優(yōu)的變參數(shù)分布模型F_t(x)對(duì)第t₀+1年到第L年的極值分布進(jìn)行描述(附圖1)：在第1年到第t₀年這一時(shí)期，由于工程是在平穩(wěn)性境下運(yùn)行，所以，每一年的洪水事件超過(guò)設(shè)計(jì)值x_T,S的概率為而在第t₀+1年到第L年這一時(shí)期，假設(shè)工程按照調(diào)整后的洪水設(shè)計(jì)值x_T,NS進(jìn)行運(yùn)行(附圖1)，則，每一年洪水事件超過(guò)設(shè)計(jì)值x_T,NS的概率為p_t＝1-F_t(x_T,NS)，t＝t₀+1，t₀+2,…,L，為此，在考慮環(huán)境變化影響下，整個(gè)工程在L年設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)水平值RL_NS為：