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)對防洪后果影響最 大的特征，以它們?yōu)榭刂?，對典型洪水過程線進(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，缺陷之一是各時段按同倍比放大，改變了典型洪水過程線的 形態(tài)，有時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，此時需要人工修正不連續(xù)點(diǎn)，而 為了要滿足時段洪量的設(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)算不同時段的抬升值；
[0007] S2、采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值；
[0008] S3、根據(jù)各時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段中。
[0010] 基于相似性原理，各設(shè)計(jì)時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)算不同時段的抬升值； 52、 采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值； 53、 根據(jù)各時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)時段平移的初始抬升值為：
式中：*。為洪峰時刻所對應(yīng)的時序;胖1。，胖3。，胖^分別為典型洪水過程對應(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)束時序；t3,，t3。分別為最大3日洪量的開始和結(jié)束時 序；分別為最大7日洪量的開始和結(jié)束時序；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日洪量所對應(yīng)的時段抬升值；么0如。為最大3 日洪量除去最大1日所對應(yīng)的時段抬升值；A貨(/)為最大7日洪量除去最大3日所對應(yīng)的 時段抬升值；at為時段長。 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時段的初、末的流量；num為洪水過程 離散點(diǎn)的個數(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日所對應(yīng)的時段的新的抬升值， 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日所對應(yīng)的時段的新的抬升值； (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)算不同時段的抬升值；采用不連續(xù)修正策略，根據(jù)不同時段的抬升值計(jì)算交界處的抬升值；根據(jù)各時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)算更為簡單，效率更高。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104598676
【申請?zhí)枴緾N201510008167
【發(fā)明人】鐘平安, 張陽, 張宇, 陳娟, 吳業(yè)楠
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月7日