一种自动筛选洪水场次的方法技术

本发明专利技术公开了一种自动筛选洪水场次的方法，包括S1、收集流域水文资料并对其进行预处理；S2、将预处理后的数据按照洪水过程线展示，并统计相应的洪峰、洪量和峰现时间；S3、以洪峰为标准设定阈值挑选不同的洪水场次；S4、根据降雨径流数据结合洪峰前后最低点流量数据及涨落幅度，确定一场次洪水的起止时间。优点是：本发明专利技术可挑选单峰、复峰等不同类型洪水，能够很好的服务于洪水预报模型中产汇流参数的率定验证工作；本发明专利技术的筛选方法具有通用性且操作简单易行，能够广泛应用于洪水预报系统中。能够广泛应用于洪水预报系统中。能够广泛应用于洪水预报系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种自动筛选洪水场次的方法


[0001]本专利技术涉及流域洪水预报
，尤其涉及一种自动筛选洪水场次的方法。

技术介绍

[0002]流域洪水预报是指根据前期和现时的水文、气象等信息，揭示和预测洪水的发生及其变化过程的应用科学技术。它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理服务。洪水预报模型建模中重要的一个环节是模型参数的确定，一是利用历史资料为建模进行率定，二是利用实时资料对模型参数进行补充、修改。最后要按照实际模拟达到合格要求后，才能确定预报模型的参数。上述工作则对场系列历史数据中的洪水场次筛选提出了要求。
[0003]传统的洪水场次选取的方法，都是依靠人工手动选取，标准不统一，并且人工选取的有些场次并不合适，比如挑选出某场洪水过程和降雨过程对应关系很不好，则该场很难率定出合适的模型参数，就算能率定，其参数也并不合理，无法推广。因而导致后续分析工作量加大。另一方面，由于实际检测的水文气象数据往往时段不统一，来源也不可能不一致，在进行洪水场次筛选前还应该对数据的质量进行把控并对数据进行等时段整编。因此，开放相应的水文气象数据自动整编方法，也能简化历史洪水场次筛选的工作量，并保障筛选场次的可靠性和有效性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种自动筛选洪水场次的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种自动筛选洪水场次的方法，包括如下步骤，
[0007]S1、收集流域水文资料并对其进行预处理；
[0008]S2、将预处理后的数据按照洪水过程线展示，并统计相应的洪峰、洪量和峰现时间；
[0009]S3、以洪峰为标准设定阈值挑选不同的洪水场次；
[0010]S4、根据降雨径流数据结合洪峰前后最低点流量数据及涨落幅度，确定一场次洪水的起止时间。
[0011]优选的，所述流域水文资料包括流量数据和雨量数据；对流量数据和雨量数据进行预处理即对流量数据和雨量数据进行等时段整编，具体过程如下，
[0012]流量数据包括时段流量数据和日流量数据，所述时段流量数据为瞬时值，整编时采用线性直线内插法，整编后得到不同的时间步长的流量数据；日流量数据为日记录流量的平均值，记在次日08：00，整编时采用线性直线内插法插补得到流量数据；
[0013]对时段流量数据和日流量数据整编完成后，对比两者时间序列，当时段流量数据和日流量数据出现重复的情况时，优先选取时段流量数据；时段流量数据缺少的部分，选用
日流量数据进行补充，最终将时段流量数据和日流量数据整编成一套时段连续的流量整编数据；
[0014]雨量数据包括时段雨量数据和日雨量数据，所述时段雨量数据为一个降雨时段内的雨量累计值，记在截止时间；日雨量数据为当天雨量的累计值，记在次日08：00；在对雨量数据整编之前，对比时段雨量数据累计和与日雨量数据，若时段雨量数据累计和大于日雨量数据，则将时段雨量数据按照比例压缩后再进行整编；若日雨量数据大于时段雨量数据累计和，则将多的部分均分到当日的其他时段中，再进行整编，最终将时段雨量数据和日雨量数据整编成一套雨量整编数据。
[0015]优选的，流量数据采用线性直线内插法进行整编的具体过程为，假设X轴为时间，Y轴为流量，已知两实时数据坐标(x0，y0)与(x1，y1)，要得到[x0，x1]区间内某一整编时刻x在直线上的值，可以得到下式
[0016](y
‑
y0)/(y1‑
y0)＝(x
‑
x0
)
/(x1‑
x0)
[0017]假设公式两边的值为α，即插值系数，其为从x0到x的距离与从x0到x1距离的比值；由于x值已知，所以可以从公式得到α的值为α＝(x
‑
x0)/(x1‑
x0)或α＝(y
‑
y0)/(y1‑
y0)；而α＝(y
‑
y0)/(y1‑
y0)在代数上就可以表示为y＝(1
‑
α)y0+αy1或者y＝y0+α(y1‑
y0)，则通过α可以直接得到y。
[0018]优选的，在对雨量数据进行整编时，需要对雨量数据进行修正，修正的具体过程为：一个整编时段所记录的数值为该时段内所有降雨量的和，记在整编时段的截止时刻；对[a，b]时段的雨量数据进行整编，时段内有[a1，b1]、[a2，b2]到[a
n
，b
n
]时段中的降雨；其中，a时刻在[a1，b1]时段中，b时刻在[a
n
，b
n
]时段中，整编时，按照[a，b1]与时段[a1，b1]的比例，乘以[a1，b1]时段的降雨作为[a1，b1]时段内在[a，b]时段中的降雨；按照[a
n
，b]与时段[a
n
，b
n
]的比例，乘以[a
n
，b
n
]时段的降雨作为[a
n
，b
n
]时段内在[a，b]时段中的降雨，综合[a，b]时段内所有降雨累积，得到[a，b]时段内的整编雨量数据，记在该时段截止时刻b。
[0019]优选的，步骤S3具体为，
[0020]将汛期洪水过程中的洪峰流量值统计出来，并将其组成一个集合A＝{f1，f2，
…
，f
i
}，其中，i＝1，2，
…
；f
i
表示第i个洪水过程的洪水所对应的洪峰流量值；
[0021]设定最小洪峰流量限值，将集合中大于或等于该最小洪峰流量限值，即f
i
≥Q的洪峰及其两旁的洪水过程筛选出来作为一个洪水场次，小于该最小洪峰流量限值的洪峰则被过滤掉；其中，f
i
表示第i场次洪水的洪峰流量值，Q为所设定的最小洪峰流量限值。
[0022]优选的，针对降雨径流数据，降雨开始后，当下一时刻的流量大于上一时刻的流量，则该下一时刻即为洪水开始时刻；降雨结束后持续一段时间内，当流量恢复到日常流量且下一时刻流量小于上一时刻流量，则该下一时刻为洪水结束时刻；则步骤S4具体为：
[0023]设流域日常流量范围为Q
±
ε，统计该洪水场次的起止时间；洪水过程中任意时间点t对应的流量数值为Qt，则在等时段T的流量数据中，洪水的涨落幅度K的计算公式为：
[0024][0025]降雨开始后，当流量开始上涨，即下一时刻t+1的流量Q
t+1
大于上一时刻t的流量Qt时，若K值符合要求，且Q
t
∈(Q
‑
ε，Q+ε)，即Q
t
接近日常流量，则Q
t
的出现时间t为该洪水场次的起涨时间；
[0026]随着降雨的持续进行，流量也在持续上涨，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动筛选洪水场次的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1、收集流域水文资料并对其进行预处理；S2、将预处理后的数据按照洪水过程线展示，并统计相应的洪峰、洪量和峰现时间；S3、以洪峰为标准设定阈值挑选不同的洪水场次；S4、根据降雨径流数据结合洪峰前后最低点流量数据及涨落幅度，确定一场次洪水的起止时间。2.根据权利要求1所述的自动筛选洪水场次的方法，其特征在于：所述流域水文资料包括流量数据和雨量数据；对流量数据和雨量数据进行预处理即对流量数据和雨量数据进行等时段整编，具体过程如下，流量数据包括时段流量数据和日流量数据，所述时段流量数据为瞬时值，整编时采用线性直线内插法，整编后得到不同的时间步长的流量数据；日流量数据为日记录流量的平均值，记在次日08:00，整编时采用线性直线内插法插补得到流量数据；对时段流量数据和日流量数据整编完成后，对比两者时间序列，当时段流量数据和日流量数据出现重复的情况时，优先选取时段流量数据；时段流量数据缺少的部分，选用日流量数据进行补充，最终将时段流量数据和日流量数据整编成一套时段连续的流量整编数据；雨量数据包括时段雨量数据和日雨量数据，所述时段雨量数据为一个降雨时段内的雨量累计值，记在截止时间；日雨量数据为当天雨量的累计值，记在次日08:00；在对雨量数据整编之前，对比时段雨量数据累计和与日雨量数据，若时段雨量数据累计和大于日雨量数据，则将时段雨量数据按照比例压缩后再进行整编；若日雨量数据大于时段雨量数据累计和，则将多的部分均分到当日的其他时段中，再进行整编，最终将时段雨量数据和日雨量数据整编成一套雨量整编数据。3.根据权利要求2所述的自动筛选洪水场次的方法，其特征在于：流量数据采用线性直线内插法进行整编的具体过程为，假设X轴为时间，Y轴为流量，已知两实时数据坐标(x0，y0)与(x1，y1)，要得到[x0，x1]区间内某一整编时刻x在直线上的值，可以得到下式(y
‑
y0)/(y1‑
y0)＝(x
‑
x0)/(x1‑
x0)假设公式两边的值为α，即插值系数，其为从x0到x的距离与从x0到x1距离的比值；由于x值已知，所以可以从公式得到α的值为α＝(x
‑
x0)/(x1‑
x0)或α＝(y
‑
y0)/(y1‑
y0)；而α＝(y
‑
y0)/(y1‑
y0)在代数上就可以表示为y＝(1
‑
α)y0+αy1或者y＝y0+α(y1‑
y0)，则通过α可以直接得到y。4.根据权利要求2所述的自动筛选洪水场次的方法，其特征在于：在对雨量数据进行整编时，需要对雨量数据进行修正，修正的具体过程为：一个整编时段所记录的数值为该时段内所有降雨量的和，记在整编时段的截止时刻；对[a，b]时段的雨量数据进行整编，时段内有[a1，b1]、[a2，b2]到[a
n
，b
n
]时段中的降雨；其中，a时刻在[a1，b1]时段中，b时刻在[a
n
，b
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，廖卫红，郑丽媛，崔同欢，陈洁杰，雷晓辉，杨永森，年树强，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：