[发明专利]一种基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法

权利要求书

1.一种基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用Shapiro-Wilk法检验湖区关键时段长序列水文数据的正态性，并尝试对非正态数据进行正态性转化；

S2、采用正态分布法或百分位数法，根据历史水位的统计分布特征初步划定湖泊关键时段水位波动的安全范围及阈值；

S3、搜集湖区防洪、水资源供给以及最小生态水位等特征水位，对初步划定的水安全阈值进行修正；

S4、以上述修正水安全阈值对湖泊关键时段水安全状态进行评价，揭示湖区实时水安全动态。

2.如权利要求1所述的基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法，其特征在于，步骤S1中，计算研究区代表水文站各关键时期的阶段平均水位，以Shapiro-Wilk法配合样本分布直方图对其进行正态性检验；对不符合正态分布的水位序列进行正态转换，然后重新进行Shapiro-Wilk检验，如仍不符合正态分布，则对其进行标记，在后续安全阈值确定中对其进行单独处理。

3.如权利要求1所述的基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法，其特征在于，步骤S2中，对于服从正态分布和转换后服从正态分布的水位序列，计算其数学期望μ和标准差σ，以尺度参数σ及其倍数2σ对位置参数μ的偏离幅度为阈值，即以μ-2σ、μ-σ、μ+σ和μ+2σ为阈值，进行水安全区间的划分，共划分为三个区间，依次为：安全区间[μ-σ,μ+σ]，弱安全区间[μ-2σ,μ-σ)和(μ+σ,μ+2σ]，以及不安全区间[h_min,μ-2σ)和(μ+2σ,h_max]；其中，h_min为序列最低水位，h_max为序列最高水位；对于转化后仍不符合正态分布的水位序列，采用百分位数法，以上述四个阈值在正态分布序列中对应的累积频率(0.023，0.1587，0.8413，0.9772)为安全等级阈值，划分对应的三个水安全区间。

4.如权利要求1所述的基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法，其特征在于，步骤S3中，搜集保障湖区防洪安全、水资源供给安全以及生态系统需水的特征水位，设计洪水位、警戒水位以及灌溉提水泵站最低运行水位、城乡集中供水水源地取水口高程，对初步划定的水安全阈值进行修正；修正原则采用短板效应原则，即湖区的水安全临界状态取决于水安全所有维度衡量指标的最低水平，因为其构成湖区水安全状态的最临近风险。

5.如权利要求1所述的基于水情要素的多目标湖区水安全评价方法，其特征在于，步骤S4中，以上述基于多目标修正的水安全阈值序列建立湖区水安全等级评价体系，记录湖区每个水位观测值落入的安全等级区间，以此评价湖泊水安全状态，实现对湖区关键时段水安全状态的预测预警。