水文流量波动情势识别方法及系统

摘要

一种水文流量波动情势识别方法及系统，包括将水文流量过程线解析为由若干点连接组成，计算水文流量离散值；计算水文流量变化率，判断水文流量极值，生成水文流量极值序列；计算水文流量极值变化率、极值处转角、水文流量极值序列转角；确定水文流量的波动情势值，得到水文流量的波动程度分析结果，波动情势值越大则水文流量的波动程度越剧烈。本发明方法为定量分析水文流量的波动情势提供了新的技术方案，有助于水文流量波动程度分析，进而为水库调度提供决策支持，对于水资源开发利用具有重要意义。

主权项

一种水文流量波动情势识别方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1，解析水文流量过程线，所述水文流量过程线是在直角坐标系中，根据水文流量的过程，以时间t为横坐标，以水文流量q为纵坐标得到；解析过程包括将水文流量过程线解析为由若干点连接组成，设共有N个点，分别作为控制点并由左至右编号依次为1,2,…,N，第i个控制点坐标记为(t_i,q_i),i＝1,2,...,N；步骤2，计算水文流量离散值其中为水文流量的平均值，步骤3，筛选水文流量极值序列，实现如下，首先，计算水文流量变化率其中ii＝1,2,…,N‑1，k_ii为水文流量过程线中的第ii个控制点到第ii+1个控制点之间的变化率；然后，判断水文流量极值，生成水文流量极值序列，实现如下，取标记序列{α_i},i＝1,2,...,N，标记α_i的确定方式为，当i＝1时，α_i＝1；当i＝2,...,N‑1时，若对应的水文流量变化率k_i‑1×k_i≤0，则α_i＝1，否则α_i＝0；当i＝N时，α_i＝1；以标记序列为标识，若α_i＝1,i＝1,...,N，则将水文流量过程线中的第i个控制点(t_i,q_i)按i值从小到大记为水文流量极值序列；设水文流量极值序列中有M个控制点，其中第m个控制点坐标记为(t_m,q_m)，其中m＝1,2,...M，步骤4，计算水文流量极值序列转角θ，实现如下，首先，计算水文流量极值变化率其中mm＝1,…,M‑1；其中，k′_mm为水文流量极值序列中的第mm个控制点到第mm+1个控制点之间的变化率；然后，计算极值处转角θ_mm'如下，若M＝2，此时mm’＝1，θ_mm'＝arctan(|k′₁|)；若M>2，此时mm’＝1,...,M‑2，当对应的水文流量极值变化率k′_mm'与k′_mm'+1异号则θ_mm'＝arctan|k′_mm'|+arctan|k′_mm'+1|，当对应的水文流量极值变化率k′_mm'与k′_mm'+1同号则θ_mm'＝|arctank′_mm'‑arctank′_mm'+1|；其中，θ_mm'为水文流量极值序列中的第mm’个控制点到第mm’+1个控制点的转角；最后，计算水文流量极值序列转角θ如下，当M＝2时，θ＝θ_mm'；当M>2时，$\theta =\frac{1}{M-2}\underset{{\mathrm{mm}}^{\prime }=1}{\overset{M-2}{\Sigma }}{\theta }_{{\mathrm{mm}}^{\prime }};$其中，θ为水文流量极值序列中的各控制点之间的转角的平均值；步骤5，计算水文流量的波动情势值Ω，Ω＝σ+θ，得到水文流量的波动程度分析结果，波动情势值Ω越大则水文流量的波动程度越剧烈。