申请/专利权人：上海市水利工程设计研究院有限公司

申请日：2021-09-26

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN113806959B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2022.01.04#实质审查的生效;2021.12.17#公开

摘要：本发明公开的一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法，包括以下步骤：步骤S10，利用Mann‑Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，以判断河口潮位的趋势性；步骤S20，采用MarkovChainMonteCarlo算法并结合Metropolis‑Hastings抽样构建随机模型，并通过随机模型模拟潮位序列；步骤S30，对历史潮位序列和模拟潮位序列进行组合，得到一个新潮位序列，并对新潮位序列进行检验；步骤S40，根据新潮位序列计算初值，并利用P‑III型曲线进行目估适线，最终得到设计高潮位。本发明为河口地区设计高潮位的预测研究短板提供了一种定量解决方案，其计算结果合理可信，在防汛防潮工作相关及相应工程设计方面均具有较强的实用价值。

主权项：1.一种未来情景下河口设计高潮位定量研究方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，利用Mann-Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，以判断河口潮位的趋势性；步骤S20，采用MarkovChainMonteCarlo算法并结合Metropolis-Hastings抽样构建随机模型，并通过随机模型模拟潮位序列；步骤S30，对历史潮位序列和模拟潮位序列进行组合，得到一个新潮位序列，并对新潮位序列进行检验；步骤S40，根据新潮位序列计算初值，并利用P-III型曲线进行目估适线，最终得到设计高潮位；在步骤S10中，所述利用Mann-Kendall法对经过修正的河口潮位的长系列观测数据进行处理，包括以下步骤：步骤S11，定义Mann-Kendall检验统计量S： 式中，sign为符号函数，当Xi-Xj小于、等于或大于零时，signXi-Xj分别为-1、0或1；步骤S12，统计量公式S大于、等于、小于零时分别为： Z为正值表示增加趋势，负值表示减少趋势，Z的绝对值在大于等于1.28、1.64、2.32时表示分别通过了信度90％、95％、99％显著性检验；在步骤S20中，所述采用MarkovChainMonteCarlo算法并结合Metropolis-Hastings抽样构建随机模型，并通过随机模型模拟潮位序列，包括以下步骤：步骤S21，依据序列Yi的均值EX和均方差σ分为五个状态，如下表所示： 步骤S22，马尔科夫链的状态转移的概率只依赖于前一个状态，其数学表达为：PXt+1＝x|Xt,Xt-1,···＝PXt+1＝x|Xt3步骤S23，由于马氏链的收敛的行为和初始概率分布无关，仅由概率转移矩阵P决定，当n足够大的时候，矩阵Pn的每一行都是相等的向量π平稳分布： 通常情况下PiPij≠PjPji，定义接受率αij，使得：PiPijαij＝PjPjiαji记Qij＝Pijαij，Qji＝Pjiαji，构造新转移矩阵Q，其平稳分布为Px，并得到一个转移序列x0，x1，…xn，xn+1…，从而得到了πx的样本xn，xn+1…；步骤S24，为避免因为接受率偏小可能导致的MCMC大量产生拒绝跳转，缩减马氏链遍历所有状态空间所花费的时间，加快收敛速度，本发明在MCMC基础之上，将接受率αij和αji同比例放大，使较大者为1Metropolis-Hastings抽样；取新的接受率： 在步骤S30中，所述对历史潮位序列和模拟潮位序列进行组合，得到一个新潮位序列，并对新潮位序列进行检验，包括以下步骤：步骤S31，累计偏差计算方式 步骤S32，计算调整部分： 式中，DY为方差，累计偏差统计参数： 的临界值如下表所示，如果值大于某临界值水平，则序列在该水平上不具备一致性； 在步骤S40中，根据新潮位序列计算初值，并利用P-III型曲线进行目估适线，最终得到设计高潮位，包括以下步骤：步骤S41，根据新潮位序列，利用无偏估计计算样本均值、变异系数和偏态系数作为目估适线的初值；步骤S42，利用P-III型曲线不断调整参数使得曲线拟合较好：P-Ⅲ型曲线为伽马分布，其数学表述为： 式中，Γα为α的伽马函数，α、β、α0为参数，分别为： 式中，Cv、Cs为统计参数，分别代表样本均值、变异系数和偏态系数，采用无偏估计计算： 步骤S43，根据指定的设计保证率求得对应的设计高潮位和重现期。

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权利要求：

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