[发明专利]一种自适应分割时段场次降雨径流的方法

权利要求书

1.一种自适应分割时段场次降雨径流的方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、收集已知区域的连续降雨径流数据；

S2、波峰波谷自动计算和识别；

S3、降雨场次自动分割，设置雨强阈值和降雨间歇时间阈值，识别降雨开始和结束时间，计算场次累积降雨量；

S4、降雨径流场次自动分割，设置时间窗口阈值，根据降雨开始结束时间识别相应场次洪水开始结束时间；

S5、场次洪水洪峰数量识别，根据单场次洪水中波峰与波谷差值，鉴定洪峰数量；

S6、相关系数计算，计算场次降雨径流累积降雨量p_n^sum与流量最大涨幅Q_n^up的相关系数；

S7、参数寻优，寻优评价指标为步骤S6中累积降雨量p_n^sum与流量最大涨幅Q_n^up的相关系数最大，且满足随着洪峰数量增多，相关系数降低；

S8、筛选符合要求的场次降雨径流过程。

2.根据权利要求1所述的一种自适应分割时段场次降雨径流的方法，其特征在于,所述步骤S1包括以下步骤：

S11、收集已知区域包含需被划分且连续不间断的流量数据以及时间序列；

S12、获取S11步骤中对应集水区域的面降雨量以及时间序列，要求时间步长相同，且数据连续不间断，所需划分数据的前后设置缓冲期。

3.根据权利要求1所述的一种自适应分割时段场次降雨径流的方法，其特征在于,所述步骤S2包括以下步骤：

S21、锯齿特征明显的流量过程进行平滑处理，光滑的流量过程直接使用；

S22、对流量数据进行波峰波谷标记，并记录波峰流量及波峰时刻，波谷流量及波谷时刻，按照如下公式判断波峰流量及波峰时刻：

q’_t-1＜q’_t且q’_t＞q’_t+1

式中q’为平滑流量，q’_t-1,q’_t,q’_t+1为第t-1,t,t+1时刻平滑流量，t时刻即为波峰时刻，该时刻对应的原流量则为波峰流量；

按照如下公式判断波谷流量及波谷时刻：

q’_t-1＞q’_t且q’_t＜q’_t+1

t时刻即为波谷时刻，该时刻对应的原流量则为波谷流量；

S23、按时间顺序记录并编码波峰时刻及其对应的波峰流量，波谷时刻及其对应的波谷流量。

4.根据权利要求3所述的一种自适应分割时段场次降雨径流的方法，其特征在于，所述步骤S21中，平滑处理采用Savitzky-Golay滤波器，计算公式如下：

假设滤波器平滑窗口的宽度为n＝2m+1，各个测量数据X＝(x₁,x₂,.....,x_n)采用k-1次多项式对窗口内的数据进行拟合，x_i可以用多项式进行拟合：

参数m，k的确定评价指标包括可决系数R²或Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)，R²或NSE越大，参数越优，其中，可决系数R²计算公式如下：

Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)计算公式如下：

式中，y_i是观测值、是观测值的均值、为拟合值、为拟合值。