[发明专利]一种适应环境变化需求的工程设计洪水复核方法

摘要

本发明公开了一种适应环境变化需求的工程设计洪水复核方法，基于变参数概率分布函数模型和等效风险水平概念，解决了变化环境下已建工程的设计洪水复核问题，克服了目前基于平稳性假定的洪水复核方法无法应用于变化环境下非平稳情景这一不足。本发明适应环境变化需求的工程设计洪水复核方法，克服了目前基于平稳性假定的洪水复核方法无法应用于变化环境下非平稳情景的不足，解决了变化环境下已建工程的设计洪水复核问题；在变化环境下的工程水文计算领域，具有较好地应用前景。

主权项

一种适应环境变化需求的工程设计洪水复核方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)洪水极值样本选取：根据工程设计洪水时采用的洪水极值变量，从历史观测洪水过程中，选取符合要求的洪水极值样本系列；(2)洪水极值变异性检验：采用常用的趋势性或跳跃性检验方法，对步骤(1)中的洪水极值系列的变异性进行检验，包括变异类型、变异是否显著性；(3)洪水极值的概率分布描述：根据步骤(2)的变异性检验结果，构建两个以上不同的趋势性或跳跃性的变参数概率分布函数模型，描述变化环境下非平稳性洪水极值变量的统计分布特征；(4)最优模型选取：基于拟合优度评估指标，评估步骤(3)中构建的不同变参数联合概率分布函数模型对洪水极值系列的拟合效果，并选取拟合最优的模型Ft(X)作为最终采用的变参数分布函数模型；(5)工程的水文设计风险水平计算：根据工程在设计阶段的设计指标，包括工程的设计寿命L和工程的设计标准T，计算工程的水文设计风险水平值RL，RL=1TL---(1)]]>(6)工程的洪水设计值复核调整：假定工程在运行t0年后，系列受环境变化的影响呈减少趋势，采用步骤(4)中最优的变参数分布模型Ft(x)对第t0+1年到第L年的极值分布进行描述：在第1年到第t0年这一时期，由于工程是在平稳性境下运行，所以，每一年的洪水事件超过设计值xT,S的概率为而在第t0+1年到第L年这一时期，假设工程按照调整后的洪水设计值xT,NS进行运行，则，每一年洪水事件超过设计值xT,NS的概率为pt＝1‑Ft(xT,NS)，t＝t0+1，t0+2,…,L，为此，在考虑环境变化影响下，整个工程在L年设计使用年限内的风险水平值RLNS为：RLNS=Πt=1Lpt=Πt=1t01/TΠt=t0+1L(1-Ft(xT,NS))=(1/T)t0Πt=t0+1L(1-Ft(xT,NS))---(2)]]>根据等效风险水平概念，即，经调整水文设计值后，工程在整个设计周期内面临的风险水平应与当初规划建设时要求的风险水平一致，也即RLNS＝RL，(1T)L=(1/T)t0Πt=t0+1L(1-Ft(xT,NS))---(3)]]>可以求出调整后的洪水设计值xT,NS，也即，采用调整后的设计值xT,NS，可保证已建工程在其整个设计使用寿命期内的风险水平RLNS与其在设计规划阶段的风险水平RL相同；(7)工程的设计洪水过程线调整：根据步骤(2)‑(6)，对工程原有的洪峰及不同时段洪量的设计值进行调整，基于工程设计时期选取的典型洪水过程，通过同倍比或同频率放大法进行放大，推求经复核调整后的设计洪水过程。