[发明专利]一种自适应气候变化的水库多变量设计洪水推求方法

摘要

本发明公开了一种自适应气候变化的水库多变量设计洪水推求方法，本发明建立GCM与VIC的耦合模型，以预测未来气候变化情景下的水库径流过程，通过Copula函数构建了水库设计洪水峰量最可能组合法计算模型，并将未来气候变化情景下的水库预测径流资料作为设计洪水峰量最可能组合法计算模型的输入，计算水库在不同重现期水平下的联合设计值。本发明具有较强的统计基础，能够客观地反映实测样本的特征，并充分考虑各个特征量之间的内在相关性；考虑气候变化条件下的设计洪水设计值，更具实用性。

主权项

一种自适应气候变化的水库多变量设计洪水推求方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)，建立全球气候模式与可变下渗能力水文模型的耦合模型，以预测未来气候变化情景下的水库径流过程；步骤(2)，基于Copula函数建立水库设计洪水峰量最可能组合法计算模型；包括以下子步骤：(2.1)构造边缘分布和联合分布函数；令Q表示洪峰流量；Wi(i＝1,2,...,n)表示不同时段的洪量，n表示水库推求设计洪水时需要的时段洪量数；采用P‑III分布函数构建洪峰、洪量的边缘分布，分别记为FQ(q)、密度函数分别记为fQ(q)、采用线性矩法估计P‑III分布函数的参数，通过Copula函数构造峰量的联合分布；(2.2)基于或重现期推求水库设计洪水最可能值；采用或重现期作为水库防洪标准的度量指标；通过Q和Wi(i＝1,2,…,n)的联合概率密度函数值f(x,y1,y2,…,yn‑1,yn)来度量不同峰量组合发生的相对可能性大小；水库设计洪水峰量最可能组合法计算模型即是求解水库的洪峰和不同时段洪量在满足防洪标准条件下，联合概率密度函数值最大的设计值组合；所述步骤(2.2)中，采用拉格朗日乘数法求解最可能组合问题，给定联合重现期T，构造拉格朗日函数，分别对q,w1,…,wn和λ求偏导，并令其为0，求得拉格朗日函数的所有极值点；采用多变量同频率组合计算得到的峰量设计结果作为初始解，采用调和平均数牛顿法进行迭代求解，得到水库设计洪水峰量最可能组合；步骤(3)，将未来气候变化情景下的水库预测径流资料作为设计洪水峰量最可能组合法计算模型的输入，计算水库的设计洪水值。