[发明专利]考虑误差相关性的水库实时防洪调度风险解析计算方法

说明书

本发明公开了考虑误差相关性的水库实时防洪调度风险解析计算方法，包括以下步骤：(1)提出不确定性因素的数学表达式；(2)建立水库调洪演算随机微分方程，解析各时刻水库误差的均值和方差；(3)建立水库实时防洪调度风险模型，解析各时刻水库实时防洪调度风险；(4)水库实时防洪调度风险的计算。本发明考虑了入库流量预报误差相关系数对水库实时防洪调度风险的影响，求得了水库实时防洪调度风险和整个洪水过程总风险的解析计算公式，计算效率高、易于实现，具有较强的通用性。

技术领域

本发明属于水库实时防洪调度风险评估，具体涉及考虑误差相关性的水库实时防洪调度风险解析计算方法。

背景技术

水库实时防洪调度是流域防洪减灾的重要技术手段之一，可以通过较小的投入来提高防洪工程的效益。但是，在水库实时防洪调度的过程中，存在了不确定性因素，包括水库入库流量预报误差、水库出库流量不确定性、水库蓄水量不确定性，这些不确定性因素导致了水库水位的不确定性，给防洪决策带来了风险。因此，水库实时防洪调度风险评估具有重要的学术意义与实用价值，其主要目标是对水库防洪调度过程的不确定性因素及其给水库防洪调度结果带来的风险进行定性的分析和定量的计算。

目前，现有的水库实时防洪调度风险评估方法主要存在以下不足：(1)未考虑入库流量预报误差的相关性对水库实时防洪调度风险的影响；(2)随机模拟的方法计算水库实时防洪调度风险，计算效率不高、通用性不够，对于不同的水库需要重新建模。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明的提供考虑误差相关性的水库实时防洪调度风险解析计算方法，解决水库防洪调度中不确定因素等造成的影响和风险问题。

技术方案：考虑误差相关性的水库实时防洪调度风险解析计算方法，包括以下步骤：

(1)建立不确定性因素的数学表达式；

(2)建立水库调洪演算随机微分方程，解析各时刻水库误差的均值和方差；

(3)建立水库实时防洪调度风险模型，解析各时刻水库实时防洪调度风险；

(4)水库实时防洪调度风险的计算。

进一步的，步骤(1)中所述的不确定性因素包含了水库入库流量随机过程、入库流量预报误差相关系数、水库出库流量随机过程、水库蓄水量随机过程和水库水位随机过程。

进一步的，所述步骤(2)包括如下步骤：

(2.1)定义E[η(t)]为t时刻水库水位误差的均值，将水库随机水位过程表达为水库水位均值过程加上水位误差过程，其中水库水位误差的均值计算公式如下：

E[η(t)]＝h₁(t)E[η(t-1)]+h₂(t){E[ξ(t-1)]+E[ξ(t)]}+h₃(t) (1)

其中，

式中，E[ξ(t)]为t时刻入库流量预报误差的均值，a(t)、b(t)为t时刻水库出库流量随机过程的线性拟合参数，c(t)、d(t)为t时刻水库蓄水量随机过程的线性拟合参数，Δt为时段长，为t时刻水库水位随机过程的均值，为t时刻水库入库流量随机过程的均值；

(2.2)定义D[η(t)]为t时刻水库水位误差的方差，计算公式如下：

其中，D[ξ(t)]为t时刻水库入库流量预报误差的方差，D[ξ(t-1)]为t-1时刻水库入库流量预报误差的方差，ρ_{ξ(t),ξ(t-1)}为t时刻和t-1时刻水库入库流量预报误差的相关系数。

进一步的，所述步骤3包括如下步骤：