[发明专利]一种适用于未来气候变化情景下的水库防洪风险预估方法

权利要求书

1.一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，包括：

步骤1、基于ASD降尺度模型，根据全球气候模式提供的历史和未来数据计算出未来情景各个GCM下年降水结果；

步骤2、基于未来情景各个GCM下年降水结果，计算未来情景不同时期各个GCM的多年平均降水结果，并结合基准期实测年降水和同期各个GCM模拟年降水采用贝叶斯模型加权平均方法(BMA)和蒙特卡罗抽样方法随机生成未来情景不同时期的模拟降水量，进而得出未来降水量的不确定性区间；

步骤3、基于GAMLSS模型的建模原理，通过构造位置、尺度和形状参数的链接函数建立P-III分布的广义可加模型，据此以年降水量为协变量进行基准期的非一致性洪水频率分析，得出P-III分布的位置、尺度和形状参数与年降水量的协变关系；

步骤4、利用步骤2中未来情景不同时期降水量的不确定性区间以及步骤3中P-III分布的参数与年降水量的协变关系，计算未来情景不同时期设计洪水的不确定性区间；

步骤5、基于未来情景不同时期设计洪水的不确定性区间，采用同频率或同倍比放大法得到对应的设计洪水过程线组，经水库调洪演算求得调洪最高水位，计算调洪最高水位超过设计洪水位的概率，得出未来不同时期的防洪风险率。

2.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，

在步骤1中，基于ASD降尺度模型和全球气候模式提供的历史和未来数据，计算出未来情景不同GCM下年降水的模拟结果。

3.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，当使用ASD降尺度模型时，将不同GCM输出的未来不同排放情景下的降水量统计降尺度到研究区域的气象站点，得出未来气候情景下的日降水量，进而求得未来年降水数据。

4.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，所述贝叶斯模型加权平均方法公式为：

对于BMA参数组的似然函数表示为：

其中：D为实测序列，Q为模拟序列，K为GCM的个数，表示均值为f_k、方差为的正态分布；

利用基准期的实测降水数据和K个GCM的模拟降水数据，采用期望最大化算法估算BMA的参数组θ，得到权重ω_k和模拟误差进而利用蒙特卡罗抽样法随机生成未来情景不同时期的模拟降水量，进而得出未来降水量的不确定性区间。

5.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，所述P-III分布的位置、尺度和形状参数与年降水量的协变关系如下：

其中，μ_t、σ_t、γ_t分别为P-III分布的位置、尺度和形状参数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅为参数；采用GAMLSS模型的RS算法可以估算上述参数。

6.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，将未来不同时期年降水量的随机模拟值代入P-III分布的位置、尺度和形状参数与年降水量的协变关系，得出未来不同时期设计洪水的频率曲线，进而求得相应的设计洪水及不确定性区间。

7.根据权利要求1所述的一种适用于气候变化下的水库防洪风险预估方法，其特征在于，将未来情景不同时期的设计洪水及不确定性区间，分别结合典型洪水过程线进行同频率或同倍比放大，得到对应的设计洪水过程线组，经水库调洪演算求得调洪最高水位，进而计算调洪最高水位超过设计洪水位的概率，得出未来不同时期相应的风险率，风险率计算如下：

式中：m为超过特征水位的样本个数，M为样本容量。