[发明专利]一种气候变化情景下的洪水频率计算方法和装置

说明书

本发明提供一种气候变化情景下的洪水频率计算方法和装置，该方法包括：获取河流的目标断面在预设历史时间段内的洪水监测历史数据，以及获取预估期内的气候变化参数；根据洪水监测历史数据，确定非平稳GEV模型；将气候变化参数输入至分布式水文模型中，计算得到河流的目标断面的在预估期内的逐日径流量；根据非平稳GEV模型和逐日径流量，确定河流的目标断面在预估期内的洪水频率。本发明实施例中，根据非平稳GEV模型和逐日径流量确定得到的洪水频率的精度较高，从而提高了模拟预估期内洪水频率的准确度。

技术领域

本发明涉及气候变化与水文水资源技术领域，特别涉及一种气候变化情景下的洪水频率计算方法和装置。

背景技术

在人类社会的发展史上，洪水曾给人们的生命安全和财产安全带来较大的威胁。因此，人们为了保护生命和财产，通常会统计河流的水文资料，并对河流的频率进行计算，而全球的气候变化则是影响洪水频率的一个重要因素。在实际运用中，一般通过统计降尺度产生的气候数据和确定性水文模型耦合模拟洪水的频率，但是准确度较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种气候变化情景下的洪水频率计算方法和装置，解决了模拟洪水频率准确度较低的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种气候变化情景下的洪水频率计算方法，包括：

获取河流的目标断面在预设历史时间段内的洪水监测历史数据，以及获取预估期内的气候变化参数，其中，所述洪水监测历史数据包括所述预设历史时间段内目标天的洪水流量，所述目标天为汛期内的每一天；

根据所述洪水监测历史数据，确定非平稳广义极值分布(General ExtremeValue，GEV)模型，其中，所述非平稳GEV模型包括时变参数，所述时变参数的协变量包括目标洪水流量，所述目标洪水流量为与所述时变参数对应的年度内连续D天的洪水流量之和的最大值，D为目标正整数；

将所述气候变化参数输入至分布式水文模型中，计算得到河流的目标断面的在所述预估期内的逐日径流量；

根据所述非平稳GEV模型和所述逐日径流量，确定所述河流的目标断面在预估期内的洪水频率。

可选的，所述根据所述洪水监测历史数据，确定非平稳GEV模型的步骤，包括：

根据所述洪水监测历史数据，建立非平稳GEV分布模型集，其中，所述非平稳GEV分布模型集包括至少两个备选非平稳GEV模型，所述备选非平稳GEV模型包括待确定的时变参数和结构系数，所述结构系数用于调整所述备选非平稳GEV模型的模型结构；

根据极大似然法，确定每一个备选非平稳GEV模型的结构系数和时变参数；

根据似然比检验方法，确定所述目标正整数的取值，并所述非平稳GEV分布模型集中选取准确率高的模型结构对应的备选非平稳GEV模型作为所述非平稳GEV模型。

可选的，所述时变参数包括位置参数和尺度参数，所述位置参数和所述尺度参数的协变量包括：所述目标洪水流量。

可选的，所述将所述气候变化参数输入至分布式水文模型中，计算得到河流的目标断面在所述预估期内的逐日径流量之前，所述方法还包括：

获取所述河流的目标断面在所述预设历史时间段内的实测径流量数据和所述河流在所述目标断面的上游流域的环境参数，其中，所述实测径流量数据包括在第一时间段内产生的第一部分实测径流量数据，在第二时间段内产生的第二部分实测径流量数据，所述预设历史时间段包括所述第一时间段和所述第二时间段，所述环境参数包括降雨量、气温、数字高程、土地利用率和土壤类型；

根据所述第一部分实测径流量数据和所述环境参数，确定所述分布式水文模型的土壤含水量参数；