[發明專利]非一致性設計洪水估計方法

有效

• 申請號: 202210329420.9
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114970082B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李蓉蓉;熊立華
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F113/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發明提供一種非一致性設計洪水估計方法，包括：收集整理流域水文控制站的徑流資料，以及整個流域日降雨資料、流域內已運行及將運行的大中型水庫的控制面積與總庫容；構建變化環境下受降雨和水庫影響的非一致性設計洪水估計的框架；預測未來降雨和水庫因子，通過降雨因子和水庫因子的不同組合設置多種不同的未來降雨和水庫情景，結合步驟2構建的非一致性設計洪水估計的框架，計算每種情景對應的非一致性設計洪水值；通過對每種情景下非一致性設計洪水值與一致性條件下設計洪水值的比較，分析降雨和水庫對下游設計洪水的影響。本發明綜合考慮了降雨和水庫對下游設計洪水的影響，使得估計結果更為準確，是一種高效實用的方法。

技術領域

本發明屬于水文水資源的技術領域，具體涉及一種非一致性設計洪水估計方法。

背景技術

近幾十年來，隨著氣候變化和人類活動(以水庫建設最為顯著)加劇，洪水序列已經不再滿足一致性，基于一致性假設的洪水概率分布估計理論和設計洪水值計算方法在變化環境下不再適用，如果基于一致性假設的設計洪水值仍被用于指導水利工程的設計和運行，這無疑將增加洪水風險或工程建設成本。氣候變化主要通過降雨影響洪水過程，人類活動中水庫建設則是直接改變洪水向下游的傳播。因此，考慮降雨和水庫對下游設計洪水的影響對變化環境下的水利工程設計具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種非一致性設計洪水估計方法，該方法綜合考慮了降雨和水庫對下游設計洪水的影響，使得估計結果更為準確，為變化環境下設計洪水估計和水利工程設計提供一種高效實用的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種非一致性設計洪水估計方法，包括如下步驟：

步驟1：收集整理流域水文控制站的徑流資料，以及整個流域日降雨資料、流域內已運行及將運行的大中型水庫的控制面積與總庫容；

步驟2：構建變化環境下受降雨和水庫影響的非一致性設計洪水估計的框架；

步驟3：預測未來降雨和水庫因子，通過降雨因子和水庫因子的不同組合設置多種不同的未來降雨和水庫情景，結合步驟2構建的非一致性設計洪水估計的框架，計算每種情景對應的非一致性設計洪水值；

步驟4：通過對每種情景下非一致性設計洪水值與一致性條件下設計洪水值的比較，分析降雨和水庫對下游設計洪水的影響。

進一步地，所述步驟2的具體過程如下：

步驟2.1：根據收集到的流域降雨資料和水庫資料，計算降雨影響因子指標即夏季降水距平SPA和水庫影響因子指標即水庫指數RI：

式中，P_SP是夏季(5-9月)平均降雨，mm/day；是多年平均夏季(5-9月)降雨，mm/day；N為水文站上游的水庫總個數；Ai是第i個水庫的控制面積，m²；A_T是水文站的控制面積，m²；V_i是第i個水庫的總庫容，m³；/是水文站的多年平均徑流量，m³；/

步驟2.2：構建考慮歷史洪水的非一致性概率分布模型，非一致性概率分布模型包括GEV概率分布模型，GEV概率分布模型函數形式如下：

式中，μ_t，σ_t，ξ_t分別對應為位置、尺度和形狀參數；y_t為洪水變量Y_t在時刻t的觀測值；