[發明專利]一種適用于多地貌類型區的降雨輸沙模型構建方法

有效

• 申請號: 202110421027.8
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113095694B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 付健;陳松偉;蓋永崗;鄧偉杰;張強;王鵬
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 張攀

1.一種適用于多地貌類型區的降雨輸沙模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集流域雨量站降雨數據、水文站實測輸沙量數據、不同地貌類型區面積數據；

根據所述流域雨量站降雨數據、水文站實測輸沙量數據和不同地貌類型區面積數據分析出流域不同地貌類型區降雨特征指標及分區輸沙量；

采用非參數統計檢驗方法分析建模代表時段，獲取分析結果；

根據所述分析結果與流域不同地貌類型區降雨特征指標及分區輸沙量構建不同地貌類型區的單指標降雨輸沙模型，分析判別并篩選有效降雨指標；

基于篩選的有效降雨指標，構建分區多指標降雨輸沙模型，對所述分區多指標降雨輸沙模型中參數的取值范圍進行量化約束，獲得分區最優模型；

采用所述分區最優模型計算全流域輸沙量，獲取計算結果，根據所述計算結果對所述分區最優模型的合理性進行分析；

所述根據所述流域雨量站降雨數據、水文站實測輸沙量數據和不同地貌類型區面積數據分析出流域不同地貌類型區降雨特征指標及分區輸沙量，包括：

根據所述流域雨量站降雨數據，分析不同地貌類型區的降雨特征指標，根據所述水文站實測輸沙量數據，分析不同地貌類型區的分區輸沙量；

其中，所述不同地貌類型區指同一流域包含兩種及兩種以上地貌類型；

所述降雨特征指標包括時段降雨量P、時段平均雨強I、時段降雨籠罩面積F、不同等級降雨量P_n、不同等級雨強I_n、不同等級降雨籠罩面積F_n及最大N日雨量P_maxN；

所述分區輸沙量包括不同地貌類型區的年輸沙量W_s分區，根據各地貌分區內水文站實測沙量W_s水文站，采用面積比法進行計算：

其中，F_分區為不同地貌類型區的面積，F_水文站為各地貌分區內水文站的集水面積；

所述根據所述分析結果與流域不同地貌類型區降雨特征指標及分區輸沙量構建不同地貌類型區的單指標降雨輸沙模型，分析判別并篩選有效降雨指標，包括：

根據所述分區輸沙量與降雨特征指標，采用非線性回歸方法，分別建立分區沙量時段降雨量P、時段平均雨強I、時段降雨籠罩面積F、不同等級降雨量P_n、不同等級雨強I_n、不同等級降雨籠罩面積F_n及最大N日雨量P_maxN等單個降雨指標的關系，從中篩選出與輸沙量相關性大于等于預設閾值的多組單個降雨指標，作為有效降雨指標，單指標降雨輸沙模型構建方法如下：

W_s分區＝αP^β

其中，α為系數，β為指數。

2.如權利要求1所述的適用于多地貌類型區的降雨輸沙模型構建方法，其特征在于，所述采用非參數統計檢驗方法分析建模代表時段，獲取分析結果，包括：

基于Mann-Whitney-Pettitt法分析不同地貌類型區的產沙系數統計量Ut，檢測出產沙系數序列的一級突變年份，然后以該突變年份為界將原沙量序列一分為二，繼續檢測新的突變年份，可檢測出二級突變年份，從而獲得所述建模代表時段；

將所述建模代表時段作為所述分析結果。

3.如權利要求2所述的適用于多地貌類型區的降雨輸沙模型構建方法，其特征在于，所述基于篩選的有效降雨指標，構建分區多指標降雨輸沙模型，對所述分區多指標降雨輸沙模型中參數的取值范圍進行量化約束，選擇分區最優模型，包括：

基于篩選的有效降雨指標，進行兩兩降雨指標組合，組合方式為時段降雨量與平均雨強、時段降雨量與籠罩面積、時段降雨量與最大N日雨量、不同等級降雨量與雨強、不同等級降雨量與籠罩面積進行組合，獲取多組組合后的降雨指標；

根據每組組合的降雨指標，構建每組組合的降雨指標對應的分區多指標降雨輸沙模型：

W_s分區＝αP^βI^δ

其中，α為系數，β、δ為指數；

根據黃河流域主要產沙區數十組降雨輸沙模型總結分析結果對所述分區多指標降雨輸沙模型中的參數的取值范圍進行量化約束；

在多組多指標降雨輸沙模型中選擇相關度最高的一組作為采用的分區最優模型。