[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

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程领域，特别是一种保持典型洪水形态的设计洪水过程解析推求方法。

背景技术

设计洪水过程线是防洪规划和防洪工程设计的基本依据。现行拟定设计洪水过程线方法的程序是先进行洪水峰、量频率计算，分析设计流域的洪峰流量及时段洪量的分布函数(或频率曲线)，分别求得符合设计标准的设计洪峰流量值及设计时段的洪量值；再根据洪水特性选择典型洪水，并考虑水工设计要求，选取其中一项或几项对防洪后果影响最大的特征，以它们为控制，对典型洪水过程线进行放大，从而得到满足指定设计标准的设计洪水过程。常用的放大方法有同倍比放大法和同频率放大法。

然而，同频率放大法常用于峰量关系不够好、洪峰形状差别大的河流。在运用此法进行典型洪水过程线放大时，缺陷之一是各时段按同倍比放大，改变了典型洪水过程线的形态，有时甚至可能将矮胖型的洪水过程放大成尖瘦型。缺陷之二是由于在不同历时衔接的地方放大倍比不一致，放大后在交界处产生不连续现象，此时需要人工修正不连续点，而为了要满足时段洪量的设计要求，常常需要反复多次修改试算，工作量和任意性大。

发明内容

发明目的：提供一种保持典型洪水形态的设计洪水过程解析推求方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种保持典型洪水形态的设计洪水过程解析推求方法，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。

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)；

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：

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；

在进一步的实施例中，所述方法还包括：

在各区间重新计算抬升值，

步骤S1.1、在[t_1s+1,t_m-1]∪[t_m+1,t_1e-1]区间计算新的抬升值ΔQ₁(t)，依据不连续修正策略，t_1s,t_1e处的抬升值为ΔQ₂(t)为最大3日洪量除去最大1日所对应的时段的新的抬升值，