申请/专利权人：长江水利委员会水文局

申请日：2023-09-12

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117216989B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.12.29#实质审查的生效;2023.12.12#公开

摘要：一种考虑不同洪水阶段的水文模型参数敏感性分析方法，其包括如下步骤：步骤1，计算河道断面的流量Q随时间t的变化率Q′；步骤2，对变化率Q′进行滤波，得到变化趋势线Q′sth；步骤3，根据变化趋势线Q′sth，将洪水过程划分为涨前阶段、上涨阶段、包含洪峰阶段、持续消退阶段和回归稳定阶段；步骤4，设置参数值域，在不同阶段内，按照一定的步长使水文模型参数由大到小逐渐变化，模拟得到洪水过程，并与实测洪水比较，计算不同洪水阶段的确定性系数方差σ作为评价指标，量化分析不同洪水阶段的水文模型参数敏感性。该分析方法数据来源稳定可靠，变量之间的函数关系明确，计算效率高，有利于不同洪水阶段的水文模型参数敏感性的快速合理分析。

主权项：1.一种考虑不同洪水阶段的水文模型参数敏感性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将时间t作为自变量，河道断面的流量Q作为因变量，计算Q随t的变化率Q′；步骤2，对Q随t的变化率Q′进行滤波，得到变化趋势线Q′sth；步骤3，根据变化趋势线Q′sth，将洪水过程划分为涨前阶段、上涨阶段、包含洪峰阶段、持续消退阶段和回归稳定阶段；步骤4，设置参数值域，在不同阶段内，按照一定的步长使水文模型参数由大到小逐渐变化，模拟得到洪水过程，并与实测洪水比较，计算不同洪水阶段的确定性系数方差σ作为评价指标，量化分析不同洪水阶段的水文模型参数敏感性；步骤2具体包括如下子步骤：2.1设置滤波窗口，其宽度为2w+1个数据，窗口内的数据点为St，t的取值为[-w，…0，...，w]，构造一个n阶多项式拟合滤波窗口内的数据序列，多项式如下：式中：cn0、cn1、…、cnn为多项式的待定系数；k为多项式中单项的阶数，从0到n，n为多项式阶数；t为时间；ft为拟合的数据序列；2.2计算拟合的数据序列ft与原数据点St的残差平方和E： 2.3令E对各系数的导数为0，使残差平方和最小，求解多项式的系数，采用拟合得到的多项式求解滤波窗口内中心点的估计值，然后移动滤波窗口，求解得到变化趋势线Q′sth，具体公式如下： 求解得到：令则对于待拟合的数据[S-w，...，S0，...，Sw]，求出Fr和Pk+r，得到多项式的待定系数cn0、cn1、…、cnn，从而确定多项式；其中，每当移动窗口时，该多项式在窗口中心的值就是滤波后的输出结果；步骤4具体包括如下子步骤：4.1设置参数值域，在划分的不同洪水阶段中，按照一定的步长△P使水文模型参数由大到小逐渐变化，离散得到参数变化数组ListPara：ListPara＝{△P，2△P，3△P…u×△P…M×△P}；式中：△P为参数步长，u为步长下标，从1到M，M×△P为参数值域上限；4.2将参数应用于水文模型中，得到洪水过程模拟结果，并与实测洪水比较，计算确定性系数DC，并统计不同洪水阶段的确定性系数方差σ作为评价指标，量化分析不同洪水阶段的水文模型参数敏感性，具体公式如下： 式中：DC为确定性系数；Qest，i和Qobs，i分别为i时刻模拟和观测的径流量，m3s；为i时刻模拟的平均径流量，m3s； 式中：DCu为使用u×△P为参数的水文模型模拟得到的洪水过程的确定性系数，为确定性系数的均值，σ为确定性系数的方差；σ的值越大，水文模型参数敏感性越高，反之水文模型参数敏感性较低。

全文数据：

权利要求：

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