考虑变化环境和调度影响的非一致性设计洪水计算方法技术

本发明专利技术提供考虑变化环境和调度影响的非一致性设计洪水计算方法，包括：基于人口增长模型预测未来人口、基于全球气候模式和降尺度模型生成流域未来气象数据；基于历史洪量资料、流域气象资料及人口资料，以洪量为响应变量、气象因子和人口为协变量，根据多种备选分布线型选择最优的非一致性单变量概率分布；基于等可靠度思想推求流域最下游水库的非一致性工程水文设计值；根据非一致性工程水文设计值，构建基于时变Copula函数的非一致性最可能地区组成模型，采用数值法推求非一致性最可能地区组成结果，进而计算各分区设计洪水过程线；基于各分区设计洪水过程线和梯级水库防洪调度规程，推求经水库调蓄后的非一致性设计洪水过程线。水过程线。水过程线。

【技术实现步骤摘要】
考虑变化环境和调度影响的非一致性设计洪水计算方法


[0001]本专利技术属于梯级水库防洪安全设计
，具体涉及考虑变化环境和调度影响的非一致性设计洪水计算方法。

技术介绍

[0002]设计洪水是防洪规划的基本依据，而水文频率分析计算又是推求设计洪水的基础工作，传统水文频率分析计算的一个基本前提是水文序列满足一致性假设。然而受全球气候变化以及局部人类活动(包括城市化以及梯级水库系统的形成与完善)的频繁影响，流域下垫面环境发生了变化，许多水文序列已经不满足一致性假设。因此研究非一致性的不同来源、探索非一致性设计洪水计算方法对提高流域梯级水库群调度能力、建立非一致性情况下的防洪对策具有重大的理论意义和实际价值。
[0003]当前考虑梯级水库的设计洪水的理论和技术主要有两种。第一种技术是基于时变矩模型的洪水频率分析方法。该技术构建洪水序列频率分布统计参数与时间或其他物理协变量的函数关系，进而描述洪水序列统计特征随时间的变化，虽然简单易行，但仅适用于缓慢的演化过程；该技术关于梯级水库调度对设计洪水的影响仅仅考虑了水库控制面积、库容等参数，而对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑变化环境和调度影响的非一致性设计洪水计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.搜集整理梯级水库还原后历史洪量资料、流域历史气象资料、流域历年总人口资料，基于人口增长模型预测未来人口、基于全球气候模式和降尺度模型生成流域未来气象数据；步骤2.基于历史洪量资料、流域气象资料以及人口资料，以洪量为响应变量、气象因子和人口为协变量，根据多种备选分布线型选择最优的非一致性单变量概率分布；步骤3.基于等可靠度思想推求流域最下游水库的非一致性工程水文设计值；步骤3
‑
1.根据水利工程设施使用年限T1～T2内没有发生超过设计值z
q
的洪水，定义一致性和非一致性情况下的可靠度如下：式中：p
t
为第t年(t＝T1，T1+1，...，T2‑
1，T2)洪水超过设计值z
q
的概率；m为设计洪水的重现期；上标S和NS分别表示一致性和非一致性下的可靠度；T1和T2分别为水利工程的设计使用年限对应的初、末年份；步骤3
‑
2.设变化环境下的设计值应与现行一致性条件下频率计算方法提供的设计值具有相同的可靠度：求解上式得到给定重现期m时对应的非一致性工程水文设计值步骤4.根据步骤3得到的非一致性工程水文设计值，构建基于时变Copula函数的非一致性最可能地区组成模型，采用数值法推求非一致性最可能地区组成结果，基于最可能地区组成结果计算各分区设计洪水过程线；步骤4
‑
1.采用时变矩法构建时变Copula函数：式中：H
NS
(
·
)为非一致性累计概率分布；C(
·
)和F(
·
)分别表示Copula函数和水文随机变量的累计概率分布；为Copula的相关参数；时变Copula的相关参数亦可采用广义线性模型构建：式中：β
i
(i＝0，1，2，...，m)为广义线性模型参数；解释变量包括气象因子和人口；选取水文频率分析计算中Copula函数作为备选相关结构，分别采用极大似然法估计不同Copula中的相关参数采用Rosenblatt概率积分变换检验拟合效果、BIC值评价拟合优
度；时变Copula的边缘分布使用步骤2中所推求的最优非一致性单变量分布；步骤4
‑
2.采用时变Copula函...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雨祚，郭生练，熊丰，何绍坤，张晓，尹家波，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：