[发明专利]一种水库防洪调度风险分析方法

权利要求书

1.一种水库防洪调度风险分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定防洪调度中存在的各种不确定性因素，所述不确定性因素：洪水预报不确定性因素、下泄流量不确定性因素和水位-库容曲线的不确定性因素；

(2)基于所述不确定性因素建立水库调洪演算随机微分方程，求解所述随机微分方程，并基于求解的结果确定水库各个时刻水位的期望和方差；

(3)建立水库防洪调度风险评估模型，以基于极端洪水事件的发生概率、水库各个时刻水位的期望和方差确定水库防洪调度风险值。

2.根据权利要求1所述的水库防洪调度风险分析方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

(1.1)洪水预报不确定性：

式中，为水库t时刻预报流量；Q(t)为水库t时刻实测流量；ξ₁(t)为t时刻洪水预报相对误差，假定各时刻相互独立且服从正态分布σ_Q为相对预报误差的均方差；

(1.2)下泄流量不确定性：

式中，为水库t时刻实际下泄流量；q(t)为水库t时刻由调度规程确定的下泄流量；ξ₂(t)为t时刻下泄流量相对误差，假定各时刻相互独立且服从正态分布σ_q为下泄流量相对误差的均方差；

(1.3)水位-库容曲线的不确定性：

V(t)＝G(H(t))+ξ_v

式中，V(t)为水库t时刻库容；H(t)为水库t时刻水位；G(·)为水库水位-库容曲线；ξ_v为水位-库容曲线误差，假定服从正态分布σ_v为水位-库容曲线误差的均方差。

3.根据权利要求2所述的水库防洪调度风险分析方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括如下步骤：

(2.1)将整个调度期划分为T个时段，第i+1个时段的起点时刻记为t_i时刻，终点时刻记为t_i+1时刻，建立水库调洪演算随机微分方程：

式中，Q_i为第i+1个时段入库流量均值；q_i为第i+1个时段下泄流量均值；T为调度期时段总数；

(2.2)求解水库调洪演算随机微分方程：

H(t_i+1)＝a_i+1(V(t_i+1)-ξ_v)+b_i+1

其中，V(t_i+1)＝V(t_i)+(Q_i-q_i)(t_i+1-t_i)+ξ(t_i+1)×(t_i+1-t_i)

式中，ξ(t)＝Q_i×ξ₁(t)-q_i×ξ₂(t)，t∈[t_i,t_i+1]；H(t_i+1)为水库t_i+1时刻水位；V(t_i+1)为水库t_i+1时刻库容；a_i+1、b_i+1均为t_i+1时刻水库库容线性拟合参数；

(2.3)推求水库各时刻水位均值方差：

其中，

式中，E(·)、D(·)分别为期望与方差，σ_i为库容误差的均方差。

4.根据权利要求3所述的水库防洪调度风险分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述水库防洪调度风险值具体通过如下公式确定：

其中，

式中，为极端洪水事件发生概率；Pf为调度期内任意时刻水位超过安全水位的概率；A_i表示事件：t_i时刻水库水位H(t_i)超过安全控制水位H_s；为事件A_i发生的概率，Φ(·)表示标准正太分布的分布函数。