[发明专利]一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法

说明书

本发明公开的一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法，包括以下步骤：步骤S10，利用Mann‑Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，以判断河口潮位的趋势性；步骤S20，采用Markov Chain Monte Carlo算法并结合Metropolis‑Hastings抽样构建随机模型，并通过随机模型模拟潮位序列；步骤S30，对历史潮位序列和模拟潮位序列进行组合，得到一个新潮位序列，并对新潮位序列进行检验；步骤S40，根据新潮位序列计算初值，并利用P‑III型曲线进行目估适线，最终得到设计高潮位。本发明为河口地区设计高潮位的预测研究短板提供了一种定量解决方案，其计算结果合理可信，在防汛防潮工作相关及相应工程设计方面均具有较强的实用价值。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法。

背景技术

设计潮位是海岸防灾工程设计中的一个重要水文数据，它不仅直接影响着堤防工程高程的确定，而且影响到建筑物类型的选择以及结构计算等。海岸防灾工程的规模、等级和使用情况不同，选用的设计潮位也不同。过去，我国一些单位在设计中，堤防工程的设计高水位采用历年最高潮位，在实测资料的年限较短的情况下，历年最高潮位则根据调查和论证确定。我国有关单位经过大量潮位资料分析比较后，建议采用P-III等年频率统计的方法来确定设计潮位。

极端高潮位是影响设计高潮位的关键因素。受海平面上升和地面沉降等诸多因素影响，现状的设计高潮位极有可能满足不了未来的防洪要求，将给堤防和人民生命财产安全带来极大威胁。未来情景下河口的设计高潮位受到研究人员关注，并已取得了诸多研究成果，提出了海平面上升和潮位变化的回归关系等方式。但大多数研究仅考虑海平面上升等因素带来的影响，但并没有进行定量分析，特别是未针对极端高潮位出现频次对设计高潮位影响做定量分析，给实际应用带来了诸多不便。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种方便实际应用的未来情景下河口设计高潮位定量研究方法。

为了实现上述目的，本发明可以采用如下技术方案：

一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法，包括以下步骤：

步骤S10，利用Mann-Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，以判断河口潮位的趋势性；

步骤S20，采用Markov Chain Monte Carlo算法并结合Metropolis-Hastings抽样构建随机模型，并通过随机模型模拟潮位序列；

步骤S30，对历史潮位序列和模拟潮位序列进行组合，得到一个新潮位序列，并对新潮位序列进行检验；

步骤S40，根据新潮位序列计算初值，并利用P-III型曲线进行目估适线，最终得到设计高潮位。

在本发明的一个优选实施例中，在步骤S10中，所述利用Mann-Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，包括以下步骤：

步骤S11，定义Mann-Kendall检验统计量S：

式中，sign0为符号函数。当X_i-X_j小于、等于或大于零时，sign(X_i-X_j)分别为-1、0或1；

步骤S12，统计量公式S大于、等于、小于零时分别为：

Z为正值表示增加趋势，负值表示减少趋势，Z的绝对值在大于等于1.28、1.64、2.32时表示分别通过了信度90％、95％、99％显著性检验。