[发明专利]一种洪水过程遭遇时间和量级发生规律的解析方法和系统

说明书

本发明公开了一种洪水过程遭遇时间和量级发生规律的解析方法和系统，属于水文学中的水文分析计算领域。目前洪水遭遇的研究主要是统计历史洪水遭遇发生的频次，或计算超过某一量级洪水的概率，在全面解析洪水遭遇发生时间和量级规律方面存在局限，未涉及多江洪水到达汇合口处时间顺序遭遇规律以及洪水过程遭遇一定风险下最有可能量级组合研究。本发明探究了发生洪水遭遇时上下游、干支流洪水到达汇流断面的各种情景，解析了不同情境下发生洪水遭遇的条件概率，进一步揭示了在指定风险概率下最可能发生的洪水量级组合形式，克服了对洪水过程遭遇风险单一的概率计算的认识局限性，为提高流域防洪能力、保障防洪对象安全提供了科学依据和有效支撑。

技术领域

本发明属于水文学中的水文分析计算领域，更具体地，涉及一种洪水过程遭遇时间和量级发生规律的解析方法和系统。

背景技术

洪水遭遇为干支流或上下游的洪峰或洪水过程同时到达下游某一断面的水文现象。在时间上具有同时性，在量级上一般具有峰高量大的同质性。数学语言定义的洪水遭遇现象为到达下游断面的洪水过程一半以上重叠即为洪水遭遇。目前，目前洪水遭遇的研究主要是统计历史资料中洪水遭遇发生的频次，或是计算超过某一量级洪水的概率。没有考虑各江洪水达到下游断面的先后顺序；没有涉及到某一洪水过程遭遇风险下，存在的多种洪水量级组合情况。

然而，事实上，各江洪水达到下游断面的先后顺序对防洪也有较大影响，决定了上游水库的蓄水次序和调度运行规则。此外，上下游、干支流洪水遭遇风险相同时，存在多种洪水量级的组合情况，研究最可能的组合情势也对流域防洪具有重要的现实意义。因此，迫切需要提出一种方法解析洪水过程遭遇的时间和量级发生规律。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种洪水过程遭遇时间和量级发生规律的解析方法和系统，其目的在于在洪水遭遇风险研究的基础上，进一步建模探究多江洪水发生时间遭遇规律和最有可能量级组合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种洪水过程遭遇时间和量级发生规律的解析方法，包括：

S1.根据流域内每两江之间的洪水间隔时间，拟合流域内各江洪水发生时间的分布；

S2.根据流域内洪水历史数据和步骤S1拟合得到的洪水发生时间的分布，计算洪水过程遭遇下每种情景出现的条件概率，将最大条件概率对应的情景作为洪水过程遭遇时间发生规律的解析结果；

其中，情景是指多江洪水发生过程遭遇时，在汇合口处各江洪水的到达时间不同，表征各江洪水达到下游断面不同的先后顺序；

S3.考虑洪水过程遭遇发生的时间和量级，建立洪水过程遭遇风险分析模型，针对特定流域，在指定洪水过程遭遇风险概率时，得到最可能发生的洪水量级组合。

进一步地，步骤S1具体包括：

S1.1.利用T_d＝T_e1-T_e2计算两江之间的洪水间隔时间；其中，T_d为洪水间隔时间；T_e1为A江洪水过程的起涨时间；T_e2为B江洪水过程的起涨时间；

S1.2.将洪水间隔时间进行弧度转换，使其转换为方向数据；

S1.3.采用von Mises分布对转换得到的方向数据进行拟合，得到流域内各江洪水发生时间分布。

进一步地，步骤S2中所述计算洪水过程遭遇下每种情景出现的条件概率，具体为，采用以下贝叶斯概率公式求得洪水遭遇时每种情景出现的条件概率：