基于过程-数据协同驱动的长期径流预报方法及系统

    公开(公告)号:CN115115148B

    公开(公告)日:2022-12-30

    申请号:CN202211047557.1

    申请日:2022-08-30

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提供基于过程‑数据协同驱动的长期径流预报方法及系统,长期径流预报方法包括:步骤1,采集数据;步骤2,构建VIC模型;步骤3,进行插值、偏差校正、离散获得日数据;步骤4,采用气候模式预报数据驱动VIC模型;步骤5,以率定期时段内出口水文站点的实测月径流值作为因变量,以流域内所有网格在不同预见期的产流输出聚合成月数据后作为自变量,选取产流输出为日尺度的第三层土壤含水量,筛选出产流输出对应的网格作为典型网格,构成改进的VIC模型;步骤6,驱动改进的VIC模型,计算全时段网格产流;步骤7,形成待选预报因子集;步骤8,筛选所得的预报因子训练深度学习模型,得到复合模型,进行长期径流预报。

    考虑水库调蓄影响的汛控水位不确定性的评估方法

    公开(公告)号:CN112711921B

    公开(公告)日:2022-08-05

    申请号:CN202110076041.9

    申请日:2021-01-20

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提供一种考虑水库调蓄影响的汛控水位不确定性的评估方法,包括:还原天然径流过程,构建洪水地区组成的联合分布;基于联合分布随机抽样技术模拟地区组成模式,并采用调度函数考虑上游水库的调蓄影响,获得出库流量过程;根据上游水库出库流量过程采用水动力学模型模拟洪水演进过程,推求考虑调蓄影响的偏不利洪水地区组成模式,并推求水库运行期的偏不利汛控水位;考虑偏不利组成模式,评估运行期设计洪水及汛控水位估计的样本抽样不确定性。本发明充分考虑实际工程中关心的偏不利组成模式,能对水库运行期设计洪水的估计更为准确,可为考虑调蓄影响的梯级水库群运行期设计洪水提供重要且可操作性强的参考依据。

    基于水热耦合平衡的非一致性两变量设计洪水推求方法

    公开(公告)号:CN110377989B

    公开(公告)日:2022-08-05

    申请号:CN201910610148.X

    申请日:2019-07-08

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明涉及水库防洪安全设计技术领域,公开了基于水热耦合平衡的非一致性两变量设计洪水推求方法,通过收集研究流域的日降水、气温、风速、相对湿度、日照时长、实测蒸散发及多年长序列观测资料,建立流域水热耦合平衡方程,分析流域年均下垫面特征参数;依据水热耦合平衡方程推求非一致性条件下洪水单变量分布函数;基于洪水峰量相关结构的非一致性特征,采用Gumbel‑Hougaard Copula(G‑H Copula)方法建立非一致性条件下的洪峰‑洪量联合概率分布函数,求取非一致性条件下设计洪水峰量设计值。本发明能够充分考虑气候变化和人类活动对洪水特征的影响,同时采用洪峰‑洪量最可能组合模型,为变化环境下非一致性水库两变量设计洪水的推求提供重要且可行的参考依据。

    基于机器学习融合多源遥感数据的水库调度规则优化方法

    公开(公告)号:CN112700068B

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202110053303.X

    申请日:2021-01-15

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提供一种基于机器学习融合多源遥感数据的水库调度规则优化方法,包括:采集水库的短系列径流观测数据,并提取水库所在流域的降水系列、气象资料以及陆地水储量系列;根据短系列径流观测数据和气象资料,建立水库所在流域的水文模型并初步模拟径流;构建长短期记忆神经网络模型并采用其对模拟径流进行校正,获得校正后的模拟径流系列;将采集的长系列气象资料输入到水文模型和校正后的模拟径流系统中,模拟水库的长系列入库径流过程;根据获得的水库长系列入库径流构建多目标优化调度模型,并采用遗传算法求解优化的调度规则。本发明融合了多源遥感数据用于模拟长系列径流过程,为水库调度和水资源规划提供了参考依据。

    一种水文循环变异驱动下二维干旱灾害评估方法

    公开(公告)号:CN111898258B

    公开(公告)日:2022-04-15

    申请号:CN202010691987.1

    申请日:2020-07-17

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种水文循环变异驱动下二维干旱灾害评估方法,包括以下步骤:首先收集流域气象水文数据;再基于M个全球气候模式,通过分位数偏差校正方法获取未来气象序列,考虑全球气候变化对未来旱情的影响;采用Budyko方程考虑流域水循环的水热平衡,以傅抱璞公式的特征参数作为协变量,考虑人类下垫面活动的影响;构建非一致性条件下两变量干旱事件联合概率分布函数,基于干旱历时和烈度最可能组合模式,提出了一种气候变化与下垫面人类活动综合驱动下基于水热耦合平衡的自适应非一致性两变量干旱灾害评估方法。本发明考虑下垫面条件和水文系列的非一致性特征,可为流域水资源管理和规划提供重要且可操作性强的参考依据。

    适用于气象集合预报的多维后处理方法、装置以及系统

    公开(公告)号:CN111898093A

    公开(公告)日:2020-11-06

    申请号:CN202010624059.3

    申请日:2020-07-01

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提供适用于气象集合预报的多维后处理方法、装置以及系统。方法包括:收集流域历史观测和预报资料;获取站点或格点尺度上降水和气温预报所服从的概率分布类型和分布参数;将获得的分布类型和参数应用到待校正预见期的气象预报结果,获得降水、气温预报所服从的概率分布;确定校正后降水和气温集合预报的成员规模,对概率分布进行随机抽样,获得校正后的单一变量在特定预见期的集合预报结果;选用重构预报变量间和站点间相关性结构的置乱算法,获得基于实测资料的相关性重构参数;生成具有变量和空间相关性的随机数,并获得其对应的秩序矩阵,按照秩序矩阵对预报矩阵按列重新排序,得到具有变量间和站点间相关性的气象集合预报结果。

    一种气候变化情景下水文旱情评估方法

    公开(公告)号:CN111797129A

    公开(公告)日:2020-10-20

    申请号:CN202010483313.2

    申请日:2020-06-01

    Applicant: 武汉大学

    Inventor: 顾磊 尹家波

    Abstract: 本发明公开了一种气候变化情景下水文旱情评估方法,首先收集研究区域气象、水文、地形数据,构建SWAT水文模型数据库;基于M个全球气候模式,通过多变量偏差校正方法获取未来气象序列,输入SWAT模型获取M组未来径流序列;计算M组标准化径流指数,并通过游程理论提取干旱特征值;计算影响区域旱情的关键指标PI,将其作为协变量,构建非一致性条件下两变量水文干旱联合概率分布函数。基于最可能组合情景分别求取M组历史基准时段与未来时段不同联合重现期下的干旱历时、烈度;基于M组最可能情景的中位数,量化干旱特征值的变化,评估气候变化对流域未来水文干旱情势的影响。本发明评估可靠性好,为应对未来气候灾害提供实践价值。

    基于Copula函数的无资料地区降水数据推求方法及系统

    公开(公告)号:CN111611541A

    公开(公告)日:2020-09-01

    申请号:CN202010338895.5

    申请日:2020-04-26

    Applicant: 武汉大学

    Inventor: 顾磊 尹家波

    Abstract: 本发明公开了一种基于Copula函数的无资料地区降水数据推求方法及系统,属于降水预测领域,基于最新再分析气象资料,充分考虑各气象要素对降水的影响,结合有资料地区实测降水数据,采用主成分分析法获取降水影响指数,通过Copula函数构建降水影响指数、模拟降水与实测降水的多维联合分布模型,基于克里金空间插值方法将多维Copula联合分布模型参数插值至无资料地区,在无资料地区重建多维联合分布模型,并以降水影响指数、模拟降水为输入,通过条件最可能组合设计,推求无资料地区实测降水长序列。本发明能够充分考虑再分析数据的优势以及气象要素对降水的综合影响,可为推求无资料地区降水信息提供重要且可操作性强的参考依据。

    一种考虑调蓄影响的梯级水库群分期设计洪水计算方法

    公开(公告)号:CN110414050A

    公开(公告)日:2019-11-05

    申请号:CN201910554431.5

    申请日:2019-06-25

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑调蓄影响的梯级水库群分期设计洪水计算方法,具体步骤为:步骤1,基于还原后的天然流量系列,采用最可能法构建天然状态下梯级水库群分期设计洪水计算模块,并推求设计值;步骤2,基于Copula函数和洪水地区组成最可能法,构建考虑调蓄影响的梯级水库群分期设计洪水计算模块;步骤3,采用步骤1得到的天然状态下设计洪水值作为初始控制条件,代入步骤2的计算模块,求得考虑调蓄影响的梯级水库群分期设计洪水值。本发明充分考虑汛期洪水的内在相关性,并同时基于Copula函数考虑梯级水库群的洪水地区组成,可为考虑调蓄影响的梯级水库群分期设计洪水提供重要且可操作性强的参考依据。

    一种集合气候模式下的分期设计洪水推求方法

    公开(公告)号:CN110276104A

    公开(公告)日:2019-09-24

    申请号:CN201910433611.8

    申请日:2019-05-23

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种集合气候模式下的分期设计洪水推求方法,通过建立GCM与VIC的耦合模型,以预测未来气候变化情景下的水库径流过程,通过算数平均法,获得气候变化情景下的平均态径流过程,采用概率变点法分析径流过程划分主汛期和非主汛期,通过Copula函数构建了水库设计洪水峰量最可能组合法计算模型,并将未来气候变化情景下的水库预测径流资料作为设计洪水峰量组合法计算模型的输入,同时考虑多变量同频率组合和最可能组合,计算水库在不同重现期水平下的联合设计值。本发明具有较强的统计基础,为气候变化情景下的分期设计洪水计算提供新途径。

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