【技术实现步骤摘要】
一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法
本专利技术属于水文不确定性分析
，具体涉及一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法。
技术介绍
设计洪水不确定性分析技术是流域水资源规划和运行管理的重要手段，分析计算指定设计标准对应的设计洪水值从概率意义上的可信程度。传统洪水频率分析的基本假设是实测洪水资料具有一致性。从物理成因的角度来讲，一致性假设要求在洪水资料观测期及未来待建水利工程的设计年限内，生成洪水样本序列的气候条件和下垫面条件相对稳定。然而，由于气候变化及人类活动的影响，使得一致性假设受到挑战，传统频率计算方法获得的设计成果的可靠性受到质疑，如何扩大洪水样本信息量便成为提高时变性洪水频率分析准确性的关键问题。目前针对变化环境条件下流域设计洪水的研究，往往未能综合考虑人类活动因子和洪水年内发生次数的变异性对时变性设计洪水的不确定性影响。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种综合考虑人类活动因子和洪水年发生次数，基于超定量洪水时变性的设计洪水不
【技术保护点】
1.一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，根据流域N
【技术特征摘要】
1.一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据流域NY年的洪峰资料，筛选出超过流量阈值u的日洪峰作为超定量洪水样本，提取日流量序列{Qt}和年发生次数序列{Mt}，组成超定量洪水系列POT；
步骤2，采用趋势性检验方法判定超定量洪水系列POT的时变性及统计显著性；
步骤3，基于广义相加模型建立超定量洪水系列POT的时变概率分布函数模型，包括：基于时变矩法，通过连接函数构建日流量序列{Qt}概率分布统计参数与流域水土保持面积At之间的线性函数关系，和年发生次数序列{Mt}概率分布统计参数与流域水土保持面积At之间的线性函数关系；
步骤4，根据防洪标准，基于超定量洪水序列POT计算指定重现期下的设计洪水值；
步骤5，基于非参数不确定性分析方法，确定上述洪水设计值的不确定性区间范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法，其特征在于，所述步骤1还包括洪水样本的独立性判断：
以流量值分别为Q1和Q2的连续的洪水样本为例，提取Q1、拒绝Q2的条件为：
式中，TJ为两个洪峰的间隔时间，单位为天；为流域总面积，km2；Q1、Q2单位为m3/s；Qmin为两个洪峰间的最小流量。
3.根据权利要求1所述的一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法，其特征在于，所述步骤1中流量阈值u的确定：
根据Ashkar分散指数法，流量阈值u的确定应使洪水样本的分散指数在一个置信区间内，以确保洪水超定量的年发生次数服从Poisson分布：
式中，Mt(t＝1,2,…,NY)表示第t年的超定量洪水的发生次数，Var(Mt)为Mt的方差，NY为洪峰资料总年数，I为年发生次数的分散指数，h服从自由度为(NY-1)的卡方分布；由于Poisson过程的分散指数为1，取置信区间为[5％，95％]，则当分散指数满足时，年发生次数服从Poisson分布，其中，χ2(5％)和χ2(95％)的自由度为(NY-1)，查卡方分布临界值表得到；
预设不同的流量阈值u，采用式(3)反复计算，确定符合上述判定条件的流量阈值u。
4.根据权利要求1所述的一种基于超定量洪水时变性的设计洪水不确定性分析方法，其特征在于，所述步骤2的趋势性检验方法，包括Mann-Kendall检验法、Spearman秩次相关趋势检验法；
以基于水文序列Z＝z1,z2,…,zn计算的Mann-Kendall检验法为例：
统计量S的计算如下：
式中：n为水文序列长度；
当n≥10时，统计量S近似服从正态分布，且有：
E(S)＝0(6)
式中：m为水文序列中存在相同数值的组数，ti为第i组中相同数值的个数；
构造标准正态分布统计量UMK如下：
假设原水文序列无趋势，在显著性水平α下，采用双边检验，当|UMK|＜U1-α/2时，接受原假设，即认为水文序列无显著趋势；当|UMK|＞U1-α/2时，拒绝原假设，即认为水文序列存在显著趋势；并且S＞0时有向上的趋势，S＜0时有向下的趋势，其中U1-α/2为标准正态...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凌琪，闫磊，吴凯，张文鸽，殷会娟，顾晋饴，刘兵兵，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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