本發(fā)明屬于水庫入庫流量修正，具體涉及一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法。

背景技術(shù)：

1、水庫入庫流量是支撐水庫洪水預(yù)報、科學(xué)調(diào)度的重要基礎(chǔ)資料，但水庫入庫流量一般沒有實(shí)測數(shù)據(jù)，都是根據(jù)水量平衡原理，由水庫庫容變化（基于實(shí)測水位及水位-庫容關(guān)系曲線計(jì)算水庫庫容）和總出庫流量反推計(jì)算作為實(shí)測水庫入庫流量。

2、水庫入庫流量過程理論上是一條連續(xù)平滑的曲線，反推計(jì)算方法存在水位誤差放大效應(yīng)，由于水位觀測誤差及風(fēng)浪影響等因素影響，會導(dǎo)致反推計(jì)算的水庫入庫流量不可避免地出現(xiàn)鋸齒狀波動，需要對其進(jìn)行誤差修正，以此保證實(shí)測水庫入庫流量的準(zhǔn)確性及可靠性，為水庫洪水預(yù)報和科學(xué)調(diào)度提供更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、現(xiàn)有的反推入庫流量修正方法主要有基于流量修正方法和基于水位修正方法兩大類型?；诹髁啃拚椒ㄖ饕ㄗ钚《朔ā⒒瑒悠骄ǖ?，這類修正方法無法直接滿足水量平衡，需要額外進(jìn)行流量二次分配，且對于洪峰流量的修正往往需要引入權(quán)重系數(shù)，具有一定的主觀性?；谒恍拚姆椒陀^上滿足水量平衡（修正過程中不需考慮水量平衡），但一般都是通過建立全局目標(biāo)函數(shù)一次修正整體水位過程。整體水位過程修正不符合水位誤差的時段相對獨(dú)立性，設(shè)定全局目標(biāo)函數(shù)可能會導(dǎo)致對整體流量過程（尤其是洪峰流量）的過度修正，也無法很好修正枯水期水位臨界突變導(dǎo)致的單鋸齒小流量波動。

4、基于以上現(xiàn)狀，本申請研發(fā)了一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，該方法基于流量趨勢特征識別，通用性較強(qiáng)，不引入主觀權(quán)重系數(shù)，能在盡可能保留原始數(shù)據(jù)的前提下，僅通過修正特定時段水位誤差消除反推入庫流量鋸齒狀波動。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決。

3、一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，包括以下步驟：

4、s10：獲取水庫水位-庫容曲線和時段水位、出庫流量過程；

5、s20：構(gòu)建流量趨勢特征庫:

6、

7、

8、

9、

10、其中，表示基于“?↗↘↗”或“?↘↗↘”鋸齒狀波動構(gòu)建的特征庫，?表示基于“→?↗↘→”或“?→↘↗→”時段突變構(gòu)建的特征庫；

11、s30：反推時段入庫流量過程：

12、

13、

14、

15、其中及分別表示第個時段的平均入庫流量及出庫流量，單位為m3/s；

16、表示第個時段末的水庫庫容，單位為萬m3；

17、表示第個時段末的水庫水位，單位為m?，可結(jié)合水位-庫容曲線插值計(jì)算函數(shù)計(jì)算水庫庫容；

18、s40：三值化入庫流量趨勢過程：

19、

20、

21、

22、其中表示時刻三值化入庫流量趨勢的閾值，一般設(shè)置為時刻因+0.001m水位誤差導(dǎo)致的流量誤差，單位為m3/s；

23、s50：識別是否與匹配：

24、

25、

26、其中表示以為開始時段、為結(jié)束時段的節(jié)選趨勢特征過程，；

27、表示識別匹配的特征庫系列長度；

28、表示流量趨勢特征識別結(jié)果。表示與匹配，其中表示與匹配，表示與匹配；表示與不匹配；

29、若，則提取時段對應(yīng)的特征水位過程、動態(tài)設(shè)置水位修正約束值并進(jìn)行特定時段水位誤差修正，再進(jìn)行步驟s30、s40、s50；

30、若，則判斷流量趨勢特征識別是否完畢，若識別完畢，則結(jié)束流程；若識別未完畢，再進(jìn)行步驟s30、s40、s50。

31、具體的，本申請中的步驟s50中：

32、若，則提取時段對應(yīng)的特征水位過程：

33、

34、具體的，本申請的步驟s50中：

35、動態(tài)設(shè)置水位修正約束值：

36、

37、其中表示時段對應(yīng)的水位修正約束值，單位為m。

38、具體的，本申請的步驟s50中：

39、特定時段水位誤差修正：

40、

41、

42、其中表示特定時段水位過程誤差修正后的特征水位過程；

43、表示基于最小二乘法計(jì)算出的時段需修正水位誤差值，單位為m。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：提供了一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，該方法基于流量趨勢特征識別，通用性較強(qiáng)，不引入主觀權(quán)重系數(shù)，能在盡可能保留原始數(shù)據(jù)的前提下，僅通過修正特定時段水位誤差消除反推入庫流量鋸齒狀波動。

技術(shù)特征：

1.一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s20中的具體步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s30中的具體步驟如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s40中的具體步驟如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s40中的具體步驟如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s50中：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s50中：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，其特征在于，步驟s50中：

技術(shù)總結(jié)
一種基于流量趨勢特征識別的反推入庫流量修正方法，該方法構(gòu)建流量趨勢特征庫并獲取水庫水位?庫容曲線和時段水位、出庫流量過程；基于最新的時段水位過程重新反推時段入庫流量過程并三值化入庫流量趨勢過程；對入庫流量趨勢過程進(jìn)行特征庫識別匹配；識別提取對應(yīng)的特征水位過程并動態(tài)設(shè)置水位修正約束值；基于最小二乘法僅對特定時段水位進(jìn)行誤差修正；通過逐時段對特征水位過程滾動提取修正，最終實(shí)現(xiàn)反推入庫流量過程的整體修正。該方法基于流量趨勢特征識別，通用性較強(qiáng)，不引入主觀權(quán)重系數(shù)，能在盡可能保留原始數(shù)據(jù)的前提下，僅通過修正特定時段水位誤差消除反推入庫流量鋸齒狀波動。

技術(shù)研發(fā)人員：闕家駿,談娟娟,陳翔,王慶平,鄭寧,王軼凡,陳月,方戴立
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波弘泰水利信息科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19