[发明专利]一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法

说明书

本发明公开了一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法，包括以下步骤：1)流域水文资料收集及处理；2)洪水场次划分；3)降雨场次划分及关联；4)净雨过程推求；5)流域场次暴雨质心推求；6)构建样本集合；7)基于最邻近算法选择样本；8)基于样本率定单位线。本发明提出的方法将流域暴雨洪水数据转换为训练样本，并基于实时降雨数据通过最邻近算法对样本进行优选，进一步通过优化算法对单位线进行优化率定，实现基于实时降雨数据推荐适宜的单位线，从而有效提高流域实时洪水预报精度。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，尤其涉及洪水预报技术领域，具体为一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法。

背景技术

洪水预报作为防洪非工程措施的重要组成部分，能够有效提高流域和区域的防灾减灾能力。

在汇流预报中，单位线法是最常用的方法之一。单位线的概念由谢尔曼于1932年提出，即在给定的流域上，单位时段内均匀分布的单位净雨量，在流域出口断面形成的地面径流过程线，由于其分析定量主要是经验性的，故又称为经验单位线。纳希在1957年提出了瞬时单位线的概念，即无穷小时段内均匀分布的单位净雨在流域出口所形成的径流过程线，并给出了基于伽马函数分布的表征方式。

传统上，对单位线的计算和使用方式是：从流域暴雨洪水资料中挑选出流域面降雨相对均匀的一场雨洪过程，采用分析法、试错法等进行计算，得到本流域的单位线用于汇流计算。这种方式基于单位线的一个基本假定，即均匀分布净雨，但实际发生的历次降雨在强度、时程分布和中心位置方面均会有所变化，相同净雨时序过程条件下所形成的洪水过程也会不同，如雨强较大时或暴雨中心偏向下游时，单位线峰值较高，反之单位线较为平缓，因而单一单位线是无法充分代表流域汇流特征的。

发明内容

本发明的目的在于，克服以上技术缺陷，提出一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法，以期解决单一单位线造成的预报精度降低的问题，能够有效提高流域实时洪水预报精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法，包括以下步骤：

1)流域水文资料收集及处理：获得等时段流域点雨量、面雨量时间序列及等时段流域出口流量时间序列；

2)洪水场次划分：根据等时段流域出口流量时间序列划分洪水场次；

3)降雨场次划分及关联：根据步骤2)获得的场次洪水，基于等时段流域面雨量时间序列划分降雨场次，得到各场次洪水点雨量过程和面雨量过程，将场次降雨与场次洪水进行匹配关联；

4)净雨过程推求：采用初损后损法对产流过程的水量损失进行划分，获得各场次洪水的净雨过程；

5)流域场次暴雨质心推求：基于流域内各雨量站的投影坐标和场次降雨量，计算各场次暴雨洪水流域场次暴雨质心点坐标；具体步骤如下：

5-1获取各雨量站投影坐标，设流域内共有m个雨量站，其中第i个雨量站投影坐标为(lgtd_i,lttd_i)；

5-2基于步骤3)中得到的各场次洪水点雨量过程，计算各场次洪水中各站点的总雨量，设步骤3)中共提取了n场洪水，其中第i个雨量站第j场洪水的总雨量为Pt_ij，则基于下式计算第j场洪水流域场次暴雨质心坐标(lgtd^j,lttd^j)：

6)构建样本集合：样本集合包括流域各场次净雨过程、洪水过程、流域场次暴雨质心至流域出口距离、净雨总量、归一化的净雨累积曲线；

其中：净雨过程通过步骤4)中获得；洪水过程通过步骤2)中获得；