[發明專利]基于降雨時程分布的臨界雨量進行實時山洪預警的方法

有效

• 申請號: 201910191242.6
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109920213B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 童冰星;李致家;劉墨陽
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.基于降雨時程分布的臨界雨量進行實時山洪預警的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，收集流域歷次洪水過程中的流量以及降雨數據資料，對于每一次洪水過程，摘錄洪峰出現前T時段內的降雨數據，并計算T時段內的累積降雨量，T為大于等于2的整數；

步驟2，對于每一次洪水過程，根據其洪峰出現前T時段內的降雨數據構建洛倫茲曲線，計算洛倫茲曲線的基尼系數，然后將基尼系數分別和預先設置的基尼系數閾值XG、DG進行比較、進而對洪水過程的降雨過程進行劃分，XG＜DG，如果0＜G≤XG，認為降雨類型為均勻，如果XG＜G≤DG，認為降雨類型為不均勻，如果DG＜G，認為降雨類型為集中；

步驟3，統計每一次洪水過程中洪峰出現前T時刻的張力水含量飽和度，即初始土壤含水量飽和度；

步驟4，對于每一次洪水過程，判斷其是否為超警洪水，并分別對均勻、不均勻、集中三種類別的洪峰出現前T時段內的降雨制作累積降雨量-初始土壤含水量飽和度散點圖，標出超警洪水對應的點，結合超警洪水對應的點畫出臨界雨量線；

步驟5，基于實時的降雨數據與土壤含水量飽和度，結合臨界雨量線判斷是否發生超警洪水，如發生，對當前降雨過程發布山洪預警。

2.根據權利要求1所述的基于降雨時程分布的臨界雨量進行實時山洪預警的方法，其特征在于，所述步驟1的具體步驟如下：

步驟1.1，收集流域歷次洪水過程中的流量以及降雨數據資料，對于每一次洪水過程：

步驟1.1.1，找出洪水過程中最大的流量值，并確定最大的流量值出現的時刻，即洪水的峰現時間MQ_T；

步驟1.1.2，摘錄洪峰出現前T時段內的降雨數據Seq_P；

Seq_P＝{P_{MQ_T}，P_{MQ_T-1}，P_{MQ_T-2}…P_{MQ_T-T}}

式中，P_{MQ_T}為MQ_T時刻的降雨量；P_{MQ_T-1}為MQ_T-1時刻的降雨量；P_{MQ_T-2}為MQ_T-2時刻的降雨量；P_{MQ_T-T}為MQ_T-T時刻的降雨量；

步驟1.1.3，計算T時段內的累積降雨量AccP；

3.根據權利要求2所述的基于降雨時程分布的臨界雨量進行實時山洪預警的方法，其特征在于，所述步驟2中的具體包括以下步驟：

步驟2.1，對于每一次洪水過程：

步驟2.1.1，將步驟1.1.2中的Seq_P中的降雨量由小到大排序，得到NSeq_P；

NSeq_P＝{P₀，P₁…P_j…P_T}

式中，j為大于等于0小于等于T的整數；

步驟2.1.2，基于NSeq_P計算得到累積時段雨量序列ASeq_P；

ASeq_P＝{AP₀，AP₁…AP_j…AP_T}

式中，AP_j為時段為j時的累積時段雨量，

步驟2.1.3，計算Seq_P中的累積時段雨量百分比，得到累積時段雨量百分比序列ANSeq_P；

ANSeq_P＝{F₀，F₁…F_j…F_T}

式中，Accp來自步驟1.1.3；

步驟2.1.4，基于ASeq_P和ANSeq_P計算基尼系數G；

步驟2.2，將歷次降雨過程的基尼系數G分別和預先設置的基尼系數閾值XG、DG進行比較、進而對歷次降雨過程進行分類，XG＜DG，如果0＜G≤XG，認為降雨類型為均勻，如果XG＜G≤DG，認為降雨類型為不均勻，如果DG＜G，認為降雨類型為集中。