(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211118544.9 (22)申请日 2022.09.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115203984 A (43)申请公布日 2022.10.18 (73)专利权人 长江水利委员会水文局 地址 430010 湖北省武汉市江岸区解 放大 道1863号 (72)发明人 张明波　熊丰　徐长江　戴明龙　 李妍清　赵烨　徐高洪　邵骏　 陈玺　张冬冬　汪青静　胡辰　 黄燕　刘冬英　董亚辰　张泽　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 肖明洲(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) 审查员 洪必文 (54)发明名称 基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成 设计方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于多场次洪水来源特 性的洪水地区组成设计方法及系统， 首先收集研 究站及其上游分区水文站的日径流资料并进行 年最大采样， 推求所述研究站特定重现期的设计 洪量； 根据研究站年最大洪水发生日期对分区水 文站日径流资料采样， 形成分区洪水集W并进行 奇异值分解， 得到地区组成范式集M和范式系数 集T； 计算各分区洪水与第一范式的范式系数的 偏离率， 根据 偏离率最小原则从W中确定典型年， 据此确定洪水分配方式； 选取对典型年最大洪水 贡献率超过阈值K的主要范式重构洪水地区组 成； 最后按照设计洪量缩放洪水地区组成得到研 究区设计洪水地区组成。 本发明综合考虑研究区 多场次洪水来源 特性， 为洪水地区组成分析计算 提供了新思路。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 115203984 B 2022.12.02 CN 115203984 B 1.一种基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成设计方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 收集研究站点及其上游各个分区水文站的日径流资料， 对所述研究站点的日径 流进行年最大采样， 得到所述研究站点特定时段的年最大洪量， 并推求所述研究站点特定 重现期的设计洪量 值； 步骤2： 根据研究站点年最大洪水发生日期对各分区水文站日径流资料进行采样， 得到 相应的各分区发生的洪量， 形成分区洪水集 W； ； ； 式中，k表示年份， d表示分区水文站站点序号， m为采样数据的总年数， n为分区总数； 表示d站点第k年的洪量大小， 表示第k年所有站点的平均洪量， 表 示减去各年份洪量均值后的 d站点的洪量大小； 步骤3： 对分区洪水集 W进行奇异值分解； ； 式中， M为地区组成范式集， 包含奇异值分解得到的 n个分区洪水范式， E为范式贡献率 矩阵， ， ， 为各范式能量 值； T为范式系数矩阵； 其中， 第i个范式的能量贡献率 为： ； 范式的能量贡献率 Ci表示该范式对研究站点洪水组成的影响程度大小， 对研究站点洪 水贡献率大于预设值的范式即为主 要范式， 第一主 要范式为贡献率 最大的范式； 步骤4： 计算各个年份的分区洪水与第一主要范式的范式系数的偏离率， 并根据偏离率 最小的原则从W中选择与第一主要范式的范式系 数最接近的分区洪水， 由此确定各分区洪 水的分配方式； 第k个年份的偏离率 的计算公式如下： ；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115203984 B 2式中 为第一主 要范式的范式系数， 为第一主 要范式的范式系数均值； 步骤5： 从步骤3得到的范式中选取对典型年最大洪水贡献率超过阈值K的主要范式按 照步骤4确定的分配方式对洪水地区组成进行重构， 重构公式为： ； 式中 为第i个主要范式； 为重构后的分区洪水集， r表示主要范式个 数； 步骤6： 根据步骤1中的设计洪量值， 将步骤5得到的重构结果同倍比缩放得到研究区的 设计洪水地区组成。 2.根据权利要求1所述的基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成设计方法， 其特征 在于： 步骤1中， 采用P ‑III分布、 广义帕累托分布或对 数正态分布推求所述研究站 点特定重 现期的设计洪量 值。 3.根据权利要求1所述的基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成设计方法， 其特征 在于： 步骤1中， 采用年最大法进行洪水采样， 亦可根据实际径流资料长短采取超定量采样 方法。 4.根据权利要求1所述的基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成设计方法， 其特征 在于： 步骤2中， 分区洪水集W由历史多年分区洪水构成； 采用Mann ‑Kendall法对W进行假设 检验， 若洪水资料序列存在明显变异 点， 则需要考虑变化环 境影响的实际需要， 根据实际需 求选择采样序列为长期实测序列或产生变异后的实测序列。 5.一种基于多场次洪水来源特性的洪水地区组成设计系统， 其特征在于， 包括以下模 块： 资料收集模块， 用于收集研究站点及其上游各个分区水文站 的日径流资料， 对所述研 究站点的日径流进行年最大采样， 得到所述研究站点特定时段的年最大洪量， 并推求所述 研究站点特定 重现期的设计洪量 值； 径流采集模块， 用于根据研究站点年最大洪水发生日期对各分区水文站日径流资料进 行采样， 得到相应的各分区发生的洪量， 形成分区洪水集 W； ； ； 式中，k表示年份， d表示分区水文站站点序号， m为采样数据的总年数， n为分区总数；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115203984 B 3