[發(fā)明專利]一種流域水資源的供水發(fā)電環(huán)境多重風(fēng)險評估方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910480002.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110334908B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳璐;周建中;黃康迪;仇紅亞;鐘文杰;張寒松
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發(fā)明公開了一種流域水資源的供水發(fā)電環(huán)境多重風(fēng)險評估方法和系統(tǒng)，屬于水文學(xué)中的水資源風(fēng)險評估領(lǐng)域，包括：通過計算流域水資源中供水、發(fā)電和環(huán)境這三個風(fēng)險指標(biāo)中兩兩之間的相關(guān)性，得到供水、發(fā)電和環(huán)境的競爭協(xié)同關(guān)系；對不同風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行邊緣分布擬合，然后根據(jù)供水、發(fā)電和環(huán)境的競爭協(xié)同關(guān)系構(gòu)建供水、發(fā)電和環(huán)境的聯(lián)合分布；利用供水、發(fā)電和環(huán)境的聯(lián)合分布建立風(fēng)險評估模型，利用風(fēng)險評估模型計算不同風(fēng)險指標(biāo)的期望值，利用該期望值評估流域水資源的多重風(fēng)險。本發(fā)明使得復(fù)雜流域水資源的風(fēng)險得以有效評估、同時得到風(fēng)險指標(biāo)之間的互饋關(guān)系，可用于制定合理的水資源分配方案，提高流域水資源利用率，減小流域多屬性風(fēng)險。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水文學(xué)中的水資源風(fēng)險評估領(lǐng)域，更具體地，涉及一種流域水資源的供水發(fā)電環(huán)境多重風(fēng)險評估方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

盡管中國水資源較豐富，但流域水資源開發(fā)利用難度大，結(jié)構(gòu)性缺水和水質(zhì)性缺水仍然存在，水資源的合理保護(hù)與高效利用仍存在重大問題。因此，流域水資源的合理開發(fā)、有效保護(hù)和公平分配，不僅事關(guān)流域地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且也事關(guān)國民生計。而隨著流域梯級水庫的投運、水資源的分配不當(dāng)，導(dǎo)致流域發(fā)生供水不足、發(fā)電不足、生態(tài)用水保證率不足等風(fēng)險。目前，對于流域水資源風(fēng)險評估基于單一指標(biāo)進(jìn)行評價，通過其保證率、水資源利用效率等進(jìn)行評估。這些方法只能表征流域水資源單一風(fēng)險，而無法評估供水-發(fā)電-環(huán)境競爭協(xié)同下的流域水資源風(fēng)險。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)存在復(fù)雜流域水資源的風(fēng)險難以評估、互饋關(guān)系難以撲捉的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種流域水資源的供水發(fā)電環(huán)境多重風(fēng)險評估方法和系統(tǒng)，由此解決現(xiàn)有技術(shù)存在復(fù)雜流域水資源的風(fēng)險難以評估、互饋關(guān)系難以撲捉的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種流域水資源的供水發(fā)電環(huán)境多重風(fēng)險評估方法，包括如下步驟：

(1)通過計算流域水資源中供水、發(fā)電和環(huán)境這三個風(fēng)險指標(biāo)中兩兩之間的相關(guān)性，得到供水、發(fā)電和環(huán)境的競爭協(xié)同關(guān)系；

(2)對不同風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行邊緣分布擬合，然后根據(jù)供水、發(fā)電和環(huán)境的競爭協(xié)同關(guān)系構(gòu)建供水、發(fā)電和環(huán)境的聯(lián)合分布；

(3)利用供水、發(fā)電和環(huán)境的聯(lián)合分布建立供水、發(fā)電和環(huán)境的風(fēng)險評估模型，利用供水、發(fā)電和環(huán)境的風(fēng)險評估模型計算不同風(fēng)險指標(biāo)的期望值，利用該期望值評估流域水資源的多重風(fēng)險。

進(jìn)一步地，供水為生產(chǎn)生活用水量，所述發(fā)電為水力發(fā)電量，所述環(huán)境為河道外生態(tài)用水量。

進(jìn)一步地，步驟(1)包括：

計算流域水資源中供水、發(fā)電和環(huán)境這三個風(fēng)險指標(biāo)中兩兩之間的相關(guān)性，得到兩兩之間的相關(guān)系數(shù)，當(dāng)兩兩之間的相關(guān)系數(shù)為正，說明兩兩之間為協(xié)同關(guān)系，當(dāng)兩兩之間的相關(guān)系數(shù)為負(fù)，說明兩兩之間為競爭關(guān)系，當(dāng)兩兩之間的相關(guān)系數(shù)為0，說明兩兩之間相互獨立；

利用供水、發(fā)電和環(huán)境中每個風(fēng)險指標(biāo)的邊緣熵以及三個風(fēng)險指標(biāo)中兩兩之間的互信息，得到三個風(fēng)險指標(biāo)的相關(guān)性。

進(jìn)一步地，步驟(2)包括：

利用水文分布對不同風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行邊緣分布擬合，得到供水、發(fā)電和環(huán)境這三個風(fēng)險指標(biāo)的邊緣分布函數(shù)；

根據(jù)供水、發(fā)電和環(huán)境的競爭協(xié)同關(guān)系，從Copula函數(shù)中選取Frank Copula函數(shù)建立供水、發(fā)電和環(huán)境的二維聯(lián)合分布；

根據(jù)三個風(fēng)險指標(biāo)的相關(guān)性，從Copula函數(shù)中選取Gaussian Copula函數(shù)建立供水、發(fā)電和環(huán)境的三維聯(lián)合分布。

進(jìn)一步地，供水、發(fā)電和環(huán)境的二維聯(lián)合分布為：