[發(fā)明專利]一種考慮多水源聯(lián)合概率分布的區(qū)域可供水量估算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110381969.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113033014B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王烜;蔡劍英;方佳佳;王祉靜;李春暉;蔡宴朋;劉強(qiáng);楊志峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 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(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發(fā)明涉及水資源規(guī)劃和管理領(lǐng)域，特別是涉及一種考慮多水源聯(lián)合概率分布的區(qū)域可供水量估算方法。所述方法包括如下步驟：對設(shè)定區(qū)域的多個(gè)供水源進(jìn)行分析，獲取徑流量數(shù)據(jù)；分別計(jì)算兩兩供水源之間的相關(guān)系數(shù)，判別供水源徑流系列的相關(guān)性；針對相關(guān)性較強(qiáng)的供水源，利用Copula函數(shù)，得到聯(lián)合概率分布函數(shù)，對多個(gè)供水源進(jìn)行水文豐枯境遇分析，得到多個(gè)供水源不同豐枯境遇下的徑流量；針對相關(guān)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；結(jié)合水庫蓄水要求及河流生態(tài)基流要求，確定上游水庫在豐平枯年份的可供水量。本發(fā)明考慮了由于徑流量變化引起供水變化的不確定性，為區(qū)域水資源的優(yōu)化調(diào)配提供定量依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水資源規(guī)劃和管理領(lǐng)域，特別是涉及一種考慮多水源聯(lián)合概率分布的區(qū)域可供水量估算方法。

背景技術(shù)

區(qū)域可供水量的合理估算是區(qū)域水資源優(yōu)化配置和規(guī)劃管理的重要基礎(chǔ)。目前大多數(shù)研究關(guān)于區(qū)域可供水量的估算一般采用典型年法，通過選取典型水文年流域的來自外調(diào)、內(nèi)流徑流量來估測可供水量，對于來水系列資料比較完整的區(qū)域，也有采用長系列調(diào)算法進(jìn)行可供水量計(jì)算。對于區(qū)域內(nèi)存在的多水源調(diào)水，一般根據(jù)河流的來水保證率按單項(xiàng)工程可供水量方法估算，扣除重復(fù)計(jì)算供水量后進(jìn)行疊加，得到區(qū)域總的可供水量。這些方法計(jì)算簡單，卻存在著明顯的缺點(diǎn)，即它的準(zhǔn)確性低，只能進(jìn)行粗略估計(jì)，未考慮水資源系統(tǒng)的不確定性，未能綜合考慮和有效量化不同水源區(qū)之間的相關(guān)性，未能全面描述區(qū)域在多個(gè)供水源不同豐枯境遇聯(lián)合概率下的可供水量，因而不能為流域內(nèi)、外多水源徑流的豐枯互補(bǔ)、相機(jī)補(bǔ)水提供定量化依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，針對現(xiàn)有區(qū)域可供水量估算方法未能有效刻畫水資源系統(tǒng)的不確定性，無法準(zhǔn)確量化區(qū)域內(nèi)多個(gè)供水源之間的相關(guān)性，以及未能綜合考慮多個(gè)供水源不同豐枯境遇聯(lián)合概率的不足，提出一種考慮多水源聯(lián)合概率分布的區(qū)域可供水量估算方法，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置提供可靠的基礎(chǔ)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

一種考慮多水源聯(lián)合概率分布的區(qū)域可供水量估算方法，包括如下步驟：

步驟1：對設(shè)定區(qū)域的多個(gè)供水源進(jìn)行分析，獲取每個(gè)所述供水源的徑流量數(shù)據(jù)；

步驟2：分別計(jì)算兩兩供水源之間的相關(guān)系數(shù)，判別多個(gè)供水源徑流系列的相關(guān)性；

步驟3：針對徑流系列相關(guān)性較強(qiáng)的供水源，利用單變量的參數(shù)估計(jì)方法構(gòu)建其邊緣分布函數(shù)，根據(jù)擬合度檢驗(yàn)得到最優(yōu)的邊緣分布形式，再利用Copula函數(shù)，將不同的邊緣分布連接起來，得到聯(lián)合概率分布函數(shù)，對多個(gè)供水源進(jìn)行水文豐枯境遇分析，得到多個(gè)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(guān)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(jié)合水庫蓄水要求及河流生態(tài)基流要求，確定上游水庫在豐平枯年份的可供水量。

上述的區(qū)域可供水量估算方法中，步驟3中，所述聯(lián)合概率分布的表達(dá)式為：

C(F₁(x₁)，F(xiàn)₂(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(gè)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(gè)供水源徑流量的聯(lián)合分布滿足的Copula函數(shù)分布類型，θ為Copula 函數(shù)的未知參數(shù)；

上述的區(qū)域可供水量估算方法中，所述分布類型為正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、韋伯分布或伽馬分布。