[发明专利]一种流域水资源的供水发电环境多重风险评估方法和系统

说明书

本发明公开了一种流域水资源的供水发电环境多重风险评估方法和系统，属于水文学中的水资源风险评估领域，包括：通过计算流域水资源中供水、发电和环境这三个风险指标中两两之间的相关性，得到供水、发电和环境的竞争协同关系；对不同风险指标进行边缘分布拟合，然后根据供水、发电和环境的竞争协同关系构建供水、发电和环境的联合分布；利用供水、发电和环境的联合分布建立风险评估模型，利用风险评估模型计算不同风险指标的期望值，利用该期望值评估流域水资源的多重风险。本发明使得复杂流域水资源的风险得以有效评估、同时得到风险指标之间的互馈关系，可用于制定合理的水资源分配方案，提高流域水资源利用率，减小流域多属性风险。

技术领域

本发明属于水文学中的水资源风险评估领域，更具体地，涉及一种流域水资源的供水发电环境多重风险评估方法和系统。

背景技术

尽管中国水资源较丰富，但流域水资源开发利用难度大，结构性缺水和水质性缺水仍然存在，水资源的合理保护与高效利用仍存在重大问题。因此，流域水资源的合理开发、有效保护和公平分配，不仅事关流域地区社会经济的可持续发展，而且也事关国民生计。而随着流域梯级水库的投运、水资源的分配不当，导致流域发生供水不足、发电不足、生态用水保证率不足等风险。目前，对于流域水资源风险评估基于单一指标进行评价，通过其保证率、水资源利用效率等进行评估。这些方法只能表征流域水资源单一风险，而无法评估供水-发电-环境竞争协同下的流域水资源风险。

由此可见，现有技术存在复杂流域水资源的风险难以评估、互馈关系难以扑捉的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种流域水资源的供水发电环境多重风险评估方法和系统，由此解决现有技术存在复杂流域水资源的风险难以评估、互馈关系难以扑捉的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种流域水资源的供水发电环境多重风险评估方法，包括如下步骤：

(1)通过计算流域水资源中供水、发电和环境这三个风险指标中两两之间的相关性，得到供水、发电和环境的竞争协同关系；

(2)对不同风险指标进行边缘分布拟合，然后根据供水、发电和环境的竞争协同关系构建供水、发电和环境的联合分布；

(3)利用供水、发电和环境的联合分布建立供水、发电和环境的风险评估模型，利用供水、发电和环境的风险评估模型计算不同风险指标的期望值，利用该期望值评估流域水资源的多重风险。

进一步地，供水为生产生活用水量，所述发电为水力发电量，所述环境为河道外生态用水量。

进一步地，步骤(1)包括：

计算流域水资源中供水、发电和环境这三个风险指标中两两之间的相关性，得到两两之间的相关系数，当两两之间的相关系数为正，说明两两之间为协同关系，当两两之间的相关系数为负，说明两两之间为竞争关系，当两两之间的相关系数为0，说明两两之间相互独立；

利用供水、发电和环境中每个风险指标的边缘熵以及三个风险指标中两两之间的互信息，得到三个风险指标的相关性。

进一步地，步骤(2)包括：

利用水文分布对不同风险指标进行边缘分布拟合，得到供水、发电和环境这三个风险指标的边缘分布函数；

根据供水、发电和环境的竞争协同关系，从Copula函数中选取Frank Copula函数建立供水、发电和环境的二维联合分布；

根据三个风险指标的相关性，从Copula函数中选取Gaussian Copula函数建立供水、发电和环境的三维联合分布。

进一步地，供水、发电和环境的二维联合分布为：