一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法及系统，属于水文学中的水文分析计算领域，所述方法包括：采用年最大法搜集并筛选流域内年最大N天洪水过程资料，获得年最大N天洪水过程的洪水起涨时间、结束时间和年最大N天洪量值；提出多源洪水过程遭遇的全新定义方法；建立综合考虑洪水发生时间和量级的干支流、上下游多源洪水过程遭遇模型。本发明专利技术综合考虑了多源洪水过程的时滞性以及洪水量级相关性等实际因素，突破了现有洪水过程遭遇方法难以评估3维及以上洪水过程遭遇概率的技术瓶颈，且建模简单，误差较小，为提高流域防洪能力、保障防洪对象安全提供了科学依据和有效支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法及系统
本专利技术属于水文分析计算领域，更具体地，涉及一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法及系统。
技术介绍
流域大洪水常由上下游、干支流洪水遭遇形成，洪水遭遇时，洪峰或洪量会产生不同程度的叠加。目前常用的洪水遭遇计算方法仍是对同步历史资料的统计分析，无法估算T年一遇洪水的遭遇概率。洪水遭遇问题本质上是一类多变量频率组合问题，可采用多变量水文分析计算方法进行研究。现有方法通常采用Copula函数建立多变量联合分布进行计算，但大部分研究针对洪峰或洪量建立联合分布，研究峰高量大洪水发生的概率，但该类方法只考虑了洪水发生量级，未考虑洪水发生时间。工程实际中，干支流、上下游同时发生峰高量大洪水时才会发生洪水遭遇现象。为此，有学者建立了洪水发生时间和量级的联合分布，但研究仅局限于洪峰或者洪量等洪水事件。历史上大洪水通常持续15天甚至1个月，采用洪水过程分析方法更能刻画洪水遭遇的本质特征。然而目前洪水过程遭遇的研究仅针对两江遭遇情形，当涉及多个干支流洪水遭遇时，现有洪水过程遭遇方法需计算任意两江洪水的间隔时间，以三江本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)采用年最大取样方法，获取年最大N天洪水发生时间和年最大N天洪量值；/n(2)当多源洪水过程的重合时间超过N/2天时，认为发生多源洪水过程遭遇，所述重合时间T

【技术特征摘要】
1.一种多源洪水过程遭遇的概率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用年最大取样方法，获取年最大N天洪水发生时间和年最大N天洪量值；
(2)当多源洪水过程的重合时间超过N/2天时，认为发生多源洪水过程遭遇，所述重合时间To表示为：To＝Te-Ts，其中，Te表示多源洪水中最迟发生的洪水过程的结束时间，Ts表示多源洪水中最早发生的洪水过程的起涨时间；
(3)基于获取的洪水发生时间和洪量值，以及所述多源洪水过程遭遇定义，建立表示发生多源洪水过程遭遇的概率的多源洪水过程遭遇模型；
当洪水重合时间和洪量值具有相关性时，所述模型表示为：



当洪水重合时间和洪量值不具有相关性时，所述模型表示为：



其中，Wi(i＝1,2,…,n)表示i江的年最大N天洪量变量，wi(i＝1,2,…,n)表示i江大于某一重现期的洪量，n为总江数。


2.根据权利要求1所述的多源洪水过程遭遇的概率分析方法，其特征在于，
采用混合vonMises分布拟合洪水发生时间，将所述洪水发生时间转换为弧度，表示为：其中，L表示汛期时段长度；L1表示年最大洪水过程时段长度；
则洪水发生时间变量的概率密度函数表达式为：



式中，0≤θ≤2π；μj、kj和pj分别为混合vonMises分布第j个成分的位置参数、尺度参数和混合比例系数，其中0≤μj≤2π，kj＞0，0≤pj≤1；I0(·)为第一类0阶修正的Bessel函数；m为有限混合vonMises分布的阶；
通过积分运算，求解出


3.根据权利要求1所述的多源洪水过程遭遇的概率分析方法，其特征在于，
采用Copula函数构造多源洪水洪量的联合分布函数，表示为：



其中，F(·)为多维变量的联合分布函数，为随机变量Wn的边缘分布函数，C为Copula函数；
从而得到多源洪水发生大于某一重现期洪量的联合概率P(W1＞w1,W2＞w2,...,Wn≥wn)。


4.根据权利要求3所述的多源洪水过程遭遇的概率分析方法，其特征在于，当n＝3时，

【专利技术属性】
技术研发人员：徐高洪，陈璐，仇红亚，徐长江，邴建平，戴明龙，李妍清，齐尧乐，葛林松，张冬冬，陈玺，刘冬英，黄燕，李立平，王含，汪青静，
申请(专利权)人：长江水利委员会水文局，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42