[發明專利]一種變異環境下河網區設計洪水位計算方法

有效

• 申請號: 201711085099.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108009565B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 陳曉宏;唐亦漢;蘇程佳
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京惠科金知識產權代理有限公司 11981
• 代理人: 袁曉哲

1.一種變異環境下河網區設計洪水位計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，采集并提取網河區不同位置站點的年最大洪潮水位數據；

S2，根據網河區各站洪潮水位序列統計特征進行分區；所述的S2步驟包括：

S21，提取各站序列特征值進行水文分區聚類識別；

所述的S21步驟包括：

S211，提取站點洪潮水位系列線性矩中的L-變差系數t₂、L-偏態系數t₃和L-峰度系數t₄作為站點分組聚類的影響因子；

S212，定義任意兩個對象之間的差異程度d(x_i，x_j)，具體計算公式如下：

S213，根據差異程度計算對象i對于類別j的隸屬度u：

其中，θ_j為每一類的類代表值，用屬同一類的所有對象的均值來表示；n為對象個數，C表示類別，m為設定聚類的類別個數；

S22，對水文初步分區識別結果進行數據不和諧性檢驗；

S23，對水文初步分區識別結果進行均勻性檢驗；

S3，基于S2步驟的分區結果進行站點特征分布識別；所述的S3步驟包括：S31計算站點系列適線的AIC值，計算方式如下：

式中：是數據組D(x_i,i＝1,n)的最大似然值；為模型參數的最大似然估計值；w為模型參數的個數；

S32，選取AIC最小值對應的分布作為站點的最適特征分布；

S4，基于主要環境影響要素進行特定分區站點的設計洪水位計算分析；所述的S4步驟包括：

S41，在假定水位序列滿足一致性假設的前提下，在GAMLSS模型框架的基礎上選擇多種常用于水位模擬的分布對其進行模擬，然后根據AIC準則選擇最適分布；

S42，根據成因分析選擇與水位具有相關關系的指標因子作為最適分布的協變量；

S43，根據最適分布的參數特征，利用協變量構建分布參數的具體表達式，以此得到不同的非一致性模型；

S44，將所構建的基于GAMLSS框架的非一致性模型用于水位序列的模擬，并根據AIC準則選擇最佳非一致性模型；

S45，利用最佳非一致性模型即計算指定設計頻率下的設計洪水位。

2.根據權利要求1所述的一種變異環境下河網區設計洪水位計算方法，其特征在于，所述的S22步驟為判斷分區站點距離集合中心的距離值D_i，是否超出允許的范圍值，若超出則為不和諧點，D_i的計算公式為：

其中，u_i為第i個站點的三維屬性向量。

3.根據權利要求2所述的一種變異環境下河網區設計洪水位計算方法，其特征在于，所述的S23步驟包括：

S231，計算各站變差系數的加權標準差V，計算方式如下：

其中，N為水文站點個數：n_i為第i個站點的樣本序列長度；為站點序列的變差系數、偏態系數與峰態系數；為水文分區的變差系數、偏態系數與峰態系數；

S232，判斷水文分區均勻性，分區均勻性的測度為H，當H＜1時，該水文分區均勻：當1≤H＜2時，該水文分區可能為不均勻的水文分區；當H＞2時，水文分區不均勻，H的定義與計算方式如下：