一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，特別是一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推 求方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)計(jì)洪水過程線是防洪規(guī)劃和防洪工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)?，F(xiàn)行擬定設(shè)計(jì)洪水過程 線方法的程序是先進(jìn)行洪水峰、量頻率計(jì)算，分析設(shè)計(jì)流域的洪峰流量及時(shí)段洪量的分布 函數(shù)（或頻率曲線），分別求得符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪峰流量值及設(shè)計(jì)時(shí)段的洪量值；再根 據(jù)洪水特性選擇典型洪水，并考慮水工設(shè)計(jì)要求，選取其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)對(duì)防洪后果影響最 大的特征，以它們?yōu)榭刂?，?duì)典型洪水過程線進(jìn)行放大，從而得到滿足指定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì) 洪水過程。常用的放大方法有同倍比放大法和同頻率放大法。
[0003] 然而，同頻率放大法常用于峰量關(guān)系不夠好、洪峰形狀差別大的河流。在運(yùn)用此法 進(jìn)行典型洪水過程線放大時(shí)，缺陷之一是各時(shí)段按同倍比放大，改變了典型洪水過程線的 形態(tài)，有時(shí)甚至可能將矮胖型的洪水過程放大成尖瘦型。缺陷之二是由于在不同歷時(shí)銜接 的地方放大倍比不一致，放大后在交界處產(chǎn)生不連續(xù)現(xiàn)象，此時(shí)需要人工修正不連續(xù)點(diǎn)，而 為了要滿足時(shí)段洪量的設(shè)計(jì)要求，常常需要反復(fù)多次修改試算，工作量和任意性大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：提供一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，以解決現(xiàn) 有技術(shù)存在的上述問題。
[0005] 技術(shù)方案：一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，包括以下步 驟：
[0006] S1、根據(jù)典型洪水和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的各參數(shù)計(jì)算不同時(shí)段的抬升值；
[0007] S2、采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時(shí)段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值；
[0008] S3、根據(jù)各時(shí)序的抬升值放大典型洪水過程線。
[0009] 所述不連續(xù)修正策略為：洪峰點(diǎn)以設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)，且在設(shè)計(jì)時(shí)段的不連續(xù)點(diǎn)處，取不 連續(xù)點(diǎn)兩邊抬升值的均值作為不連續(xù)點(diǎn)處的抬升值；將由于不連續(xù)修正而導(dǎo)致的水量均勻 分?jǐn)偟讲皇苡绊懙臅r(shí)段中。
[0010] 基于相似性原理，各設(shè)計(jì)時(shí)段平移的初始抬升值為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，其特征在于，包括w下步 驟： 51、 根據(jù)典型洪水和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的各參數(shù)計(jì)算不同時(shí)段的抬升值； 52、 采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時(shí)段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值； 53、 根據(jù)各時(shí)序的抬升值放大典型洪水過程線。
2. 如權(quán)利要求1所述的保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，其特征在 于，所述不連續(xù)修正策略為：洪峰點(diǎn)W設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)，且在設(shè)計(jì)時(shí)段的不連續(xù)點(diǎn)處，取不連續(xù) 點(diǎn)兩邊抬升值的均值作為不連續(xù)點(diǎn)處的抬升值；將由于不連續(xù)修正而導(dǎo)致的水量均勻分?jǐn)?到不受影響的時(shí)段中。
3. 如權(quán)利要求2所述的保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，其特征在 于，所述步驟S1具體為： 基于相似性原理，各設(shè)計(jì)時(shí)段平移的初始抬升值為：
式中：*。為洪峰時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的時(shí)序;胖1。，胖3。，胖^分別為典型洪水過程對(duì)應(yīng)的最大1日、 3日、7日洪量；9。。，￥1。，￥3。，￥7。分別為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的洪峰流量和最大1日、3日、7日洪量； tk，ti。分別為最大1日洪量的開始和結(jié)束時(shí)序；t3,，t3。分別為最大3日洪量的開始和結(jié)束時(shí) 序；分別為最大7日洪量的開始和結(jié)束時(shí)序；Qd(0為典型洪水過程洪峰點(diǎn)的數(shù)值； AQ(tm)為洪峰點(diǎn)的抬升值；A幻日片）為最大1日洪量所對(duì)應(yīng)的時(shí)段抬升值；么0如。為最大3 日洪量除去最大1日所對(duì)應(yīng)的時(shí)段抬升值；A貨(/)為最大7日洪量除去最大3日所對(duì)應(yīng)的 時(shí)段抬升值；at為時(shí)段長(zhǎng)。 采用下式衡量放大后的洪水過程線與典型洪水過程線形態(tài)差異的程度：
式中：f為形態(tài)差異性指標(biāo)；Qp(i-l)，Qp(i)分別為設(shè)計(jì)洪水過程線第i-1時(shí)段的初、末 的流量吼(i-l)，Qi(i)分別為典型洪水過程線第i-1時(shí)段的初、末的流量；num為洪水過程 離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 其約束條件為放大后的洪水過程線的洪峰及各種歷時(shí)的洪量分別等于設(shè)計(jì)洪峰和設(shè) 計(jì)洪量： max(Qp(i), i G [I'num]) = Q??；

4. 如權(quán)利要求3所述的保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，其特征在 于，所述方法還包括： 在各區(qū)間重新計(jì)算抬升值， 步驟S1. 1、在[tk+l，tm-l] U [tm+l，tk-l]區(qū)間計(jì)算新的抬升值A(chǔ)Qi(t)，依據(jù)不連續(xù) 修正策略，tw tie 處的抬升值為 0,(',,)-g',化、）二()"咕,)一g心|,.)= A 幻，A Q, (t) 為最大3日洪量除去最大1日所對(duì)應(yīng)的時(shí)段的新的抬升值， Wip-Wid二{ A Q 1 (t) X (tie-tis_4) + [Qp (tis) -Qd (tis) + A Qi (t) ] /2+ 陽p (t J -Qd (t J + A Qi (t) ] /化 A Q (tm) + A Qi (t)} A T ； 步驟S1.2、在[t3,+l，tk-l] U [tk+l，t3e-l]區(qū)間計(jì)算新的抬升值A(chǔ)Q2(t)，依據(jù)不連續(xù) 修正策略，tw tse處的抬升值為(_),，a;.) - a 怡、）=(_),,,也,)-(2,也,）=聯(lián)，A Q3 (t) 為最大7日洪量除去最大3日所對(duì)應(yīng)的時(shí)段的新的抬升值； (胖3。-胖3<1) - (Wlp-Wld) = { A (t) X (tis-tss+tse-tie-A) + [Qp (tis) ~Qd (tis) + A Q2 (t) ] /2+ [Qp (tig) -Qj (tig) + A Q2 (t) ] /2+ [Qp 咕日)-Qd 咕日)+ A Q2 (t) ] /化[Qp (tse) -Qd 咕6) + A Q2 (t) ] /w A T ; 步驟S1.3、在U [tgg+Lt,。]區(qū)間計(jì)算新的抬升值A(chǔ)Q3(t)， (胖沖-胖川)-(胖3口-胖3<1)二{ A Q3 (t) X (tss-th+tye-tse-S) + 陽p 咕曰)-Qd 咕曰)+ A Q3 (t) ] /2+ 陽p 咕6) -Qd 咕e) + A Q3 (t) ] /2} A T。 步驟S2、由不同時(shí)段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值： tm處 Qp(tm) = Qmp，tss，tis，tie, tse處的計(jì)算公式如下：
十;其中 X = A Qi (t)，y = A (t)，z = A Qs (1：)。
5. 如權(quán)利要求4所述的保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法，其特征在 于，所述步驟S3具體為： 根據(jù)各時(shí)序的抬升值放大典型洪水過程線：
A Qi (t) = X t G (ti曰，tm) U (tm，t J ; A (t) = y t e (tss, tis) U (tie, tse); AQsCt) = Z t e 山曰，ts曰）U (tse'tj。
6. -種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求系統(tǒng)，其特征在于，包括： 第一模塊，用于根據(jù)典型洪水和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的各參數(shù)計(jì)算不同時(shí)段的抬升值； 第二模塊，用于采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時(shí)段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值； 第H模塊，用于根據(jù)各時(shí)序的抬升值放大典型洪水過程線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種保持典型洪水形態(tài)的設(shè)計(jì)洪水過程解析推求方法及系統(tǒng)，其中所述方法包括以下步驟：根據(jù)典型洪水和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的各參數(shù)計(jì)算不同時(shí)段的抬升值；采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時(shí)段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值；根據(jù)各時(shí)序的抬升值放大典型洪水過程線。本發(fā)明提出的方法與傳統(tǒng)同頻率放大法相比設(shè)計(jì)洪水與典型洪水形態(tài)變形更小，多時(shí)段不連續(xù)性處理更規(guī)范，與現(xiàn)有的基于優(yōu)化算法的放大方法相比，解析法計(jì)算更為簡(jiǎn)單，效率更高。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號(hào)】CN104598676
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510008167
【發(fā)明人】鐘平安, 張陽, 張宇, 陳娟, 吳業(yè)楠
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日