[发明专利]一种保持典型洪水形态的设计洪水过程解析推求方法及系统

权利要求书

1.一种保持典型洪水形态的设计洪水过程解析推求方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据典型洪水和设计标准的各参数计算不同时段的抬升值；

S2、采用不连续修正策略，根据不同时段的抬升值计算交界处的抬升值；

S3、根据各时序的抬升值放大典型洪水过程线；

所述不连续修正策略为：洪峰点以设计值为准，且在设计时段的不连续点处，取不连续点两边抬升值的均值作为不连续点处的抬升值；将由于不连续修正而导致的水量均匀分摊到不受影响的时段中；

所述步骤S1具体为：

基于相似性原理，各设计时段平移的初始抬升值为：

ΔQ(t_m)＝Q_mp-Q_d(t_m)；

${\mathrm{\ΔQ}}_1^0\left(t\right)=\frac{W_{1p}-W_{1d}}{(t_{1e}-t_{1s})\mathrm{\Δ}T},t\∈\[t_{1s},t_{1e}\];$

${\mathrm{\ΔQ}}_2^0\left(t\right)=\frac{\left(W_{3p}-W_{1p}\right)-\left(W_{3d}-W_{1d}\right)}{\[\left(t_{1s}-t_{3s}\right)+\left(t_{3e}-t_{1e}\right)\]\mathrm{\Δ}T},t\∈\[t_{3s},t_{1s}\]\∪\[t_{1e},t_{3e}\];$

${\mathrm{\ΔQ}}_3^0\left(t\right)=\frac{\left(W_{7p}-W_{3p}\right)-\left(W_{7d}-W_{3d}\right)}{\[\left(t_{3s}-t_{7s}\right)+\left(t_{7e}-t_{3e}\right)\]\mathrm{\Δ}T},t\∈\[t_{7s},t_{3s}\]\∪\[t_{3e},t_{7e}\];$

式中：t_m为洪峰时刻所对应的时序；W_1d,W_3d,W_7d分别为典型洪水过程对应的最大1日、3日、7日洪量；Q_mp,W_1p,W_3p,W_7p分别为设计标准对应的洪峰流量和最大1日、3日、7日洪量；t_1s,t_1e分别为最大1日洪量的开始和结束时序；t_3s,t_3e分别为最大3日洪量的开始和结束时序；t_7s,t_7e分别为最大7日洪量的开始和结束时序；Q_d(t_m)为典型洪水过程洪峰点的数值；ΔQ(t_m)为洪峰点的抬升值；为最大1日洪量所对应的时段抬升值；为最大3日洪量除去最大1日所对应的时段抬升值；为最大7日洪量除去最大3日所对应的时段抬升值；ΔT为时段长；

采用下式衡量放大后的洪水过程线与典型洪水过程线形态差异的程度：

$\min f=\underset{i=2}{\overset{num}{\mathrm{\Σ}}}|\frac{Q_p\left(i\right)-Q_p\left(i-1\right)}{\mathrm{\Δ}T}-\frac{Q_d\left(i\right)-Q_d\left(i-1\right)}{\mathrm{\Δ}T}|;$

式中：f为形态差异性指标；Q_p(i-1),Q_p(i)分别为设计洪水过程线第i-1时段的初、末的流量；Q_d(i-1),Q_d(i)分别为典型洪水过程线第i-1时段的初、末的流量；num为洪水过程离散点的个数；

其约束条件为放大后的洪水过程线的洪峰及各种历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量：

max(Q_p(i)，i∈[1,num])＝Q_mp；

$\underset{i=t_{1s}+1}{\overset{t_{1e}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{Q_p\left(i-1\right)+Q_p\left(i\right)}{2}\mathrm{\Δ}T=W_{1p};$

$\underset{i=t_{3s}+1}{\overset{t_{3e}}{\Σ}}\frac{Q_p(i-1)+Q_p\left(i\right)}{2}\mathrm{\Δ}T=W_{3p};$

$\underset{i=t_{7s}+1}{\overset{t_{7e}}{\Σ}}\frac{Q_p(i-1)+Q_p\left(i\right)}{2}\mathrm{\Δ}T=W_{7p}.$