[发明专利]一种基于风险熵的防洪调度风险分析方法

说明书

本发明公开了一种基于风险熵的防洪调度风险分析方法，包括：根据水库的预报流量和实测流量、水库下泄能力曲线和水库水位‑库容曲线的信息，得到防洪调度中的不确定性因素；对防洪调度中的不确定性因素进行随机模拟，得到不确定性因素序列；将不确定性因素序列代入防洪调度模型中进行调洪演算，得到水库的调洪最高水位和防洪控制点的最大流量；利用水库的调洪最高水位和防洪控制点的最大流量计算风险熵，利用风险熵的大小评估不确定性因素对防洪调度的影响。本发明可以评估整个防洪调度系统的综合风险，且刻画不确定性对防洪调度的影响。

技术领域

本发明属于水文学中的水库防洪调度风险评估领域，更具体地，涉及一种基于风险熵的防洪调度风险分析方法。

背景技术

水库群联合防洪调度是流域防洪减灾的重要技术手段之一。通过库群联合调度，可有效减轻水库自身和下游防洪控制点的防洪压力，进而提高防洪工程的综合效益。水库群实时防洪调度过程中，存在很多不确定性因素：如预报不确定性、下泄能力曲线不确定性和水位-库容不确定性等。这些不确定性因素给防洪安全带来了一定的影响，并且会导致防洪风险。目前，防洪风险的评估方法主要是传统统计方法，通过统计调度结果中超过某一水位(流量)的概率来计算风险。此方法只能表征单个水库的风险情况，无法评估整个防洪调度系统的综合风险，且不能刻画不确定性对防洪调度的影响。

由此可见，现有技术存在无法评估整个防洪调度系统的综合风险、不能刻画不确定性对防洪调度的影响的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于风险熵的防洪调度风险分析方法，由此解决现有技术存在无法评估整个防洪调度系统的综合风险、不能刻画不确定性对防洪调度的影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于风险熵的防洪调度风险分析方法，依次包括如下步骤：

(1)根据水库的预报流量和实测流量、水库下泄能力曲线和水库水位-库容曲线的信息，得到防洪调度中的不确定性因素；

(2)对防洪调度中的不确定性因素进行随机模拟，得到不确定性因素序列；

(3)将不确定性因素序列代入防洪调度模型中进行调洪演算，得到水库的调洪最高水位和防洪控制点的最大流量；

(4)利用水库的调洪最高水位和防洪控制点的最大流量计算风险熵，利用风险熵的大小评估不确定性因素对防洪调度的影响。

进一步地，不确定性因素包括洪水预报不确定性、下泄能力曲线的不确定性和水位-库容的不确定性。

进一步地，步骤(1)包括：

根据水库的预报流量和水库的实测流量，得到洪水预报的相对误差作为洪水预报不确定性，对洪水预报的相对误差进行水文分布拟合；

利用水库下泄能力曲线的误差校正水库下泄能力曲线，将水库下泄能力曲线的误差作为下泄能力曲线的不确定性，所述水库下泄能力曲线的误差符合正态分布；

利用水库水位-库容曲线的误差校正水库水位-库容曲线，将水库水位-库容曲线的误差作为水位-库容的不确定性，所述水位-库容的不确定性符合正态分布。

进一步地，不确定性因素序列包括洪水预报误差序列、水库下泄能力曲线的误差序列和水库水位-库容曲线的误差序列。

进一步地，步骤(2)包括：

利用Copula函数构建洪水预报误差的联合分布函数：

F(ε₁，ε₂，…，ε_h)＝C(u₁，u₂，…，u_h)