[发明专利]一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法

说明书

本发明涉及水文水利工程领域，更具体地，涉及一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法。包括以下步骤：S1.采集并提取网河区不同位置站点的年最大洪潮水位数据；S2.根据网河区各站洪潮水位序列统计特征进行分区；S3.基于S2步骤的分区结果进行站点特征分布识别；S4.基于主要环境影响要素进行特定分区站点的设计洪水位计算分析。本发明提供的一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法，充分考虑了网河区复杂的河道影响及环境变化作用，可提高设计洪水位计算精度，可广泛应用于水文统计计算中。

技术领域

本发明涉及水文水利工程领域，更具体地，涉及一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法。

背景技术

河网区设计洪水位计算是对位于河网区站点在一定重现期内对应最高设计水位进行计算，得到站点对应设计洪水水位，正确的设计计算结果对河口区防洪工程建设标准的设立及防洪政策的制定具有重要的理论指导作用。目前对于河网区设计洪水位的主要方法有3种方法：一、基于单站实测序列及单个特征分布进行水文频率统计计算分析；二、基于上下游相关要素实测序列及Copula分布进行水文频率统计计算分析；三、基于水动力数值模型及上下游边界实测序列，对设计洪潮水位进行模拟计算。总的来说，目前的河网区设计洪水位计算方法没有充分考虑到网河区内不同位置的区划差异，以及因环境变化影响造成的序列前后特征值变化，导致计算所得设计值与实际情况存在偏差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法，可有效提高设计洪水位计算精度。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种变异环境下河网区设计洪水位计算方法，其中，包括以下步骤：

S1.采集并提取网河区不同位置站点的年最大洪潮水位数据；

S2.根据网河区各站洪潮水位序列统计特征进行分区；

S3.基于S2步骤的分区结果进行站点特征分布识别；

S4.基于主要环境影响要素进行特定分区站点的设计洪水位计算分析。

进一步地，所述的S2步骤包括：

S21.提取各站序列特征值进行水文分区聚类识别；

S22.对水文初步分区识别结果进行数据不和谐性检验；

S23.对水文初步分区识别结果进行均匀性检验。

进一步地，所述的S21步骤包括：

S211.提取站点洪潮水位系列线性矩中的L-变差系数t₂、L-偏态系数t₃和L-峰度系数t₄作为站点分组聚类的影响因子；

S212.定义任意两个对象之间的差异程度d(x_i,x_j)，具体计算公式如下：

S213.根据差异程度计算对象i对于类别j的隶属度u：

其中，θ_j为每一类的类代表值，用属同一类的所有对象的均值来表示；n为对象个数，C表示类别，m为设定聚类的类别个数。

进一步地，所述的S22步骤为判断分区站点距离集合中心的距离值D_i是否超出允许的范围值，若超出则为不和谐点，D_i的计算公式为：

其中，u_i为第i个站点的三维属性向量。