[发明专利]一种沿海多地风暴潮联合自然强度分析方法

说明书

本发明公开根据一种沿海多地风暴潮联合自然强度分析方法，包括以下步骤：(1)对要研究的多个地区同时受到影响的风暴潮进行统计分析；(2)分析单一地区风暴潮水位和波高的联合重现期；(3)构建多地区风暴潮自然强度多维联合分布模型；(4)分析多地区风暴潮联合自然强度；该方法通过将单一地区台风过程中的最高水位与有效波高的联合重现期作为风暴潮自然强度指标，选择不同地区各自的波高水位联合重现期作为边缘分布的随机变量，考虑台风发生频次的影响，构建沿海多个地区风暴潮自然强度的联合分布，进而分析在不同地点同时发生台风暴潮灾害的概率，对海岸防灾减灾，物资调配，特别是经济的可持续发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种沿海多地风暴潮联合自然强度分析方法。

背景技术

台风是一种灾害性天气过程，不同的台风，其影响区域的范围不同，由此导致灾害的大小不同。通过对不同地区不同城市成灾的风险分析，特别是灾度的同步性研究，可以对于区域防灾减灾有的放矢，实现精准防控。

台风暴潮对海岸工程的灾害，往往是在高水位条件下，波浪对海岸结构的冲击，导致海堤溃决，进而使沿海区域淹没。台风引发的风暴潮产生的海岸灾害，与天文潮、风暴潮增水、波高的关系十分密切；而风暴潮灾害，由于受区域经济发展水平，台风的预报、当地居民的防灾减灾意识的影响很大，由此造成的灾害程度，即使在相同的风暴潮作用下，也有很大的差异；而目前，由于对变量之间相互作用关系的了解甚少，鲜有关于联合概率方法的使用，而传统的单一因素统计方法只能反映一种海洋要素的影响，难以分析沿海城市不同地点的成灾几率。

通过对沿海地区不同城市成灾的风险计算，特别是灾度的同步性研究，对于区域防灾减灾，可以有的放矢，实现精准防控；故而，亟待提出一种方案以解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提出了一种沿海多地风暴潮联合自然强度分析方法，将单一地区的风暴潮水位和波高的联合重现期作为风暴潮自然强度指标，对不同地区各自的波高和水位联合重现期作为边缘分布的随机变量，并考虑台风发生频次的影响，从而构建多个地区风暴潮强度的联合分布，进而分析在不同地点同时发生台风暴潮灾害的概率，可更恰当地描述沿海地区在台风过程的受灾程度，为沿海区域防灾、物资调配提供了技术参考依据。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种沿海多地风暴潮联合自然强度分析方法，包括以下步骤：

A、选择多地区同时受到影响的多场风暴潮进行统计分析，列表统计每年发生的次数，选用泊松分布对年频次进行拟合；

B、针对同时影响多地的风暴潮过程，分析各地区每场风暴潮水位和波高的联合重现期，并将其作为该风暴潮的自然强度指标；

C、依据步骤B中得到的各地区每场风暴潮水位和波高的联合重现期，构建多地区风暴潮自然强度多维联合分布模型，对多个地区进行联合概率分析；

D、获得多地区风暴潮联合自然强度。

进一步的，所述步骤B中，分析各地区每场风暴潮水位和波高的联合重现期具体包括以下步骤：

B1、进行水位与波高的分布拟合；

B2、分析水位与波高的联合分布；

B3、获得最高水位与相应有效波高的联合重现期。

进一步的，所述步骤C构建多地区风暴潮自然强度多维联合分布模型具体包括以下步骤：

C1、根据步骤B得到的各地区每场风暴潮水位和波高的联合重现期，绘制不同地区的最高水位与有效波高的联合重现期序列的散点图，并根据散点图的特点分别采用不同的分布类型对各地区联合重现期指标进行拟合，通过K-S检验选择最优分布；所述分布类型包括Gumbel分布、P-Ⅲ型分布、Weibull分布、Log-normal分布和对数P-III型分布；