[发明专利]一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法及系统

权利要求书

1.一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、基于历史水文数据，构建研究流域中设计暴雨与设计潮位的组合系列；

步骤2、构建备选边缘分布函数库，并利用备选边缘分布函数库对所述组合系列进行拟合与优选；

步骤3、构建备选二维联合分布函数库，基于优选后的备选边缘分布函数，通过优选备选二维联合分布函数库，获取不同历时下所述组合系列的二维联合分布；

步骤4、构建条件概率，并采用所述条件概率计算设计暴雨与潮位区间遭遇的可能性；所述潮位区间为设计潮位划分出的至少两个数值区间；

步骤5、将设计暴雨与潮位区间遭遇的可能性最大结果与实际潮位对比，评估现状设计暴雨与设计潮位的协调性。

2.根据权利要求1所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，构建所述组合系列的过程进一步包括以下步骤：

步骤1.1、收集研究流域代表性站点逐日降水数据，提取研究流域逐年不同历时极值暴雨，形成流域年极值暴雨系列；

步骤1.2、收集研究流域逐日潮位数据，提取在流域不同历时极值暴雨期间内发生的高潮位，形成年设计潮位系列；

步骤1.3、将上述2个步骤中的年极值暴雨系列和年设计潮位系列相对应，形成一对一长系列的流域设计暴雨与潮位组合系列。

3.根据权利要求1所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1、构建备选边缘分布函数库，对不同历时年极值暴雨系列、年设计潮位系列开展密度和累积分布拟合；

步骤2.2、针对拟合结果，预设优选限定因子，开展暴雨系列和潮位系列边缘分布优选。

4.根据权利要求1所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1、构建备选二维联合分布函数库，基于优选的边缘分布构建历年不同历时设计暴雨和设计潮位的联合分布函数；

步骤3.2、采用二维联合分布函数库中函数的累积概率公式，计算历年不同历时暴雨和潮位组合的理论概率；

步骤3.3、计算历年不同历时暴雨及对应潮位组合的经验概率；

步骤3.4、计算分布函数拟合的暴雨潮位组合联合分布的经验与理论概率的限定因子数值，并以最小准则对二维联合分布函数进行优选。

5.根据权利要求4所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，

所述经验概率表达式为：

式中，n表示实测值的总对数；表示设计暴雨与设计潮位的组合系列；表示实测值对同时不大于的频次。

6.根据权利要求4所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，所述限定因子数值包括赤池信息准则值和普通最小二乘法值，所述普通最小二乘法值计算的表达式为：

式中，n表示实测值的总对数；表示经验概率；表示理论概率。

7.根据权利要求1所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：

步骤4.1、将潮位划分为至少两个潮位区间、、…、；

步骤4.2、采用步骤3中优选出的二维联合分布函数，由条件概率公式计算不同潮位区间内的暴雨潮位遭遇组合概率，即流域暴雨与各潮位区间遭遇的条件概率，对应表达式为：

式中，表示降水量；表示潮位；表示潮位对应的边缘分布函数；表示暴雨与潮位的联合分布概率；表示暴雨与潮位的联合分布概率。

8.根据权利要求1所述的一种平原流域设计暴雨和潮位协调性的评估方法，其特征在于，所述步骤5具体包括以下步骤：

步骤5.1、选择不同重现期下暴雨遭遇不同潮位的条件概率最大的潮位区间作为极值暴雨遭遇最大可能潮位区间；

步骤5.2、将最大可能潮位区间与边界条件所用实际高潮位相比，若实际高潮位处于最大可能潮位区间内，则认为设计暴雨和潮位边界协调，反之不协调。