[發明專利]一種考慮多水源聯合概率分布的區域可供水量估算方法

有效

• 申請號: 202110381969.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113033014B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王烜;蔡劍英;方佳佳;王祉靜;李春暉;蔡宴朋;劉強;楊志峰
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06Q50/06;G06Q10/06
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

1.一種考慮多水源聯合概率分布的區域可供水量估算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：對設定區域的多個供水源進行分析，獲取每個所述供水源的徑流量數據；

步驟2：分別計算兩兩供水源之間的相關系數，判別多個供水源徑流系列的相關性；

步驟3：針對徑流系列相關性較強的供水源，利用單變量的參數估計方法構建其邊緣分布函數，根據擬合度檢驗得到最優的邊緣分布形式，再利用Copula函數，將不同的邊緣分布連接起來，得到聯合概率分布函數，對多個供水源進行水文豐枯境遇分析，得到多個供水源不同豐枯境遇下的徑流量；針對和其它徑流系列相關性較弱的供水源，基于P-III型曲線繪制年徑流量頻率曲線，得到不同水文保證率下的徑流量；

步驟4：結合水庫蓄水要求及河流生態基流要求，確定上游水庫在豐平枯年份的可供水量；

其中，步驟3中，得到多個供水源不同豐枯境遇下的徑流量的步驟為：根據相關性較強的多個供水源分別處于特豐水年、偏豐水年、平水年、偏枯水年或特枯水年的不同組合形成的豐枯境遇下的徑流量，分析所述多個供水源的兩兩之間徑流系列的聯合概率分布，從而得到一定概率下的徑流量，

所述P-III型曲線包括P＝12.5％、37.5％、62.5％、87.5％的P-III型曲線。

2.根據權利要求1所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

步驟3中，所述聯合概率分布的表達式為：

C(F₁(x₁)，F₂(x₂))，u₁＝F₁(x₁)，u₂＝F₂(x₂)

式中：x為供水源徑流量，x₁為1號供水源徑流量，x₂為2號供水源徑流量，u為單個供水源徑流量的邊緣分布滿足的分布類型，u₁為1號供水源徑流量滿足的分布類型，u₂為2號供水源徑流量滿足的分布類型，C為多個供水源徑流量的聯合分布滿足的Copula函數分布類型，θ為Copula函數的未知參數；

所述分布類型為正態分布、對數正態分布、韋伯分布或伽馬分布。

3.根據權利要求2所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

獲取所述聯合概率分布函數的步驟包括：首先要利用極大似然法求解似然函數的最大值，確定單變量邊緣分布函數的參數，通過AIC/BIC準則檢驗正態分布等備選分布函數的擬合優度，當AIC/BIC值越小，說明所選的邊緣函數與經驗分布擬合的效果越好，以此選定各個供水源徑流量最優的邊緣分布類型；再利用Copula函數，將不同的邊緣分布函數連接起來，得到聯合概率分布函數。

4.根據權利要求1所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

步驟3中，選取不同的Copula函數來擬合兩兩供水源之間的聯合概率分布，在平方歐式距離最小的原則下選定最優的Copula函數。

5.根據權利要求1所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

所述單變量是指一個供水源的徑流量數據；多變量是指多個供水源的徑流量數據；

所述Copula函數為BBV Copula、Clayton Copula或Frank Copula函數。

6.根據權利要求1所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

步驟2中，通過Spearman系數、Pearson系數、Kendall系數檢驗多個供水源徑流系列的相關性，相關系數值的絕對值越大，變量間的相依性越好，其中：相關系數值小于0.2可視為極弱相關或無關，相關系數值大于0.6為強相關。

7.根據權利要求1所述的區域可供水量估算方法，其特征在于，

步驟4中，所述水庫蓄水要求為水庫蓄水期間需保證河流生態水量和環境保護的基本要求，滿足下游必需的供水、生態保護需要的最小流量；

所述生態基流要求是指河道最小流量所應滿足的最低要求。