一种改进的径流系列一致性分析方法及系统与流程

本发明涉及径流变化分析，尤其涉及一种改进的径流系列一致性分析方法及系统。

背景技术：

1、在河川径流变化分析研究、区域河川径流特性分析以及水利水电工程径流分析计算中，研究及分析计算的基础是依据水文站具有一致性的径流系列。但水文站以上流域因下垫面条件的变化和水利水电工程建设运行，可能造成水文站实测径流系列不具有一致性，因此首先需要判断水文站实测径流系列的一致性，如实测径流系列不具有一致性，需要判断不一致开始的年份，并对径流进行一致性还原，使还原后的径流系列具有一致性。

2、目前，现有利用水文站以上流域实测降雨量和径流深数据判断径流系列一致性的方法有两种，一是绘制水文站不同时期历年实测降雨量和实测径流深的关系图，通过降雨量和径流深关系图中不同时期的点据是否偏离进行判断，如降雨量和径流深关系图中不同时期点据有偏离，认为实测径流系列不具有一致性，反之则实测径流系列具有一致性；二是绘制水文站实测年降雨量和实测年径流量双累积关系图，如降雨量和径流量双累积关系图有拐点，说明水文站实测径流系列不具有一致性，反之则水文站实测径流系列具有一致性。然而，对于水文站实测径流系列不具有一致性，且前后变化不是特别巨大时，现有径流系列一致性分析方法无法判断，且无法判断径流系列不一致开始出现的准确年份。

3、因此，亟需一种改进的径流系列一致性分析方法及系统，能够反映偏离规律的细微变化，从而提高判断径流系列一致性的精度，并且可以判断径流系列前后不一致开始的准确年份。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改进的径流系列一致性分析方法及系统，能够反映偏离规律的细微变化，从而提高判断径流系列一致性的精度，并且可以判断径流系列前后不一致开始的准确年份。

2、本发明提供了一种改进的径流系列一致性分析方法，包括如下步骤：

3、s1、获取历史数据，历史数据包括历史年降雨量数据和历史年径流深数据；

4、s2、根据历史年降雨量数据计算滑动平均年降雨量数据，根据历史年径流深数据计算滑动平均年径流深数据；

5、s3、根据滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据按照时间序列绘制降雨量-径流深关系图；

6、s4、将预设历史时间内的滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据作为基础数据，将预设历史时间之后的滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据作为待分析数据，根据降雨量-径流深关系图将待分析数据与基础数据进行比较；

7、s5、根据比较结果判断径流系列前后是否具有一致性，若径流系列前后存在不一致，则判断不一致开始出现的准确年份。

8、进一步的，s2中，根据历史年降雨量数据计算滑动平均年降雨量数据，计算公式如下：

9、

10、其中，表示第i年到第（i+j-1）年的滑动平均年降雨量数据，pt表示第t年的历史年降雨量数据，j表示预设滑动时间周期，i∈[1,n-j+1],其中，n表示历史数据的总年数。

11、进一步的，s2中，根据历史年径流深数据计算滑动平均年径流深数据，计算公式如下：

12、

13、其中，表示第i年到第（i+j-1）年的滑动平均年径流深数据，rt表示第t年的历史年径流深数据，j表示预设滑动时间周期，i∈[1,n-j+1],其中，n表示历史数据的总年数。

14、进一步的，预设滑动时间周期为10年。

15、进一步的，s4中，预设历史时间为20年。

16、进一步的，s5中，根据比较结果判断径流系列前后是否具有一致性包括：

17、s51、若待分析数据中不存在与基础数据处于不同带状区域的数据点，则径流系列前后具有一致性；

18、s52、若待分析数据中存在与基础数据处于不同带状区域的数据点，则径流系列前后存在不一致。

19、进一步的，s5中，若径流系列前后存在不一致，则判断不一致开始出现的年份包括：

20、s53、选取与基础数据处于不同带状区域的数据点中时间序列最靠前的数据点，将该数据点对应的年份中最小的年份作为径流系列不一致开始出现的准确年份。

21、本发明还提供了一种改进的径流系列一致性分析系统，用于执行上述任一项的一种改进的径流系列一致性分析方法，包括以下模块：

22、数据获取模块，用于获取历史数据，历史数据包括历史年降雨量数据和历史年径流深数据

23、滑动平均计算模块，与数据获取模块连接，用于根据历史年降雨量数据计算滑动平均年降雨量数据，根据历史年径流深数据计算滑动平均年径流深数据；

24、关系图绘制模块，与滑动平均计算模块连接，用于根据滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据绘制降雨量-径流深关系图；

25、判断模块，与关系图绘制模块连接，用于将预设历史时间内的历史数据作为基础数据，将预设历史时间之后的历史数据作为待分析数据，根据降雨量-径流深关系图将待分析数据与基础数据进行比较；根据比较结果判断径流系列前后是否具有一致性，若径流系列前后存在不一致，则判断不一致开始出现的准确年份。

26、本发明实施例具有以下技术效果：

27、根据历史数据采用滑动平均法计算多年的滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据，结合滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据共同分析，消除了单年的降雨量数据和径流深数据的偶然因素影响，使该区域降雨量和径流深的天然规律得以体现，能够反映偏离规律的细微变化，从而提高径流系列一致性判断的精度；此外，还可以判断径流系列不一致开始出现的准确年份。

技术特征：

1.一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述s2中，根据所述历史年降雨量数据计算滑动平均年降雨量数据，计算公式如下：

3.根据权利要求2所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述s2中，根据所述历史年径流深数据计算滑动平均年径流深数据，计算公式如下：

4.根据权利要求3所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述预设滑动时间周期为10年。

5.根据权利要求1所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述s4中，预设历史时间为20年。

6.根据权利要求1所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述s5中，根据比较结果判断径流系列前后是否具有一致性包括：

7.根据权利要求6所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，所述s5中，若径流系列前后存在不一致，则判断不一致开始出现的准确年份包括：

8.一种改进的径流系列一致性分析系统，用于执行上述权利要求1-7任一项所述的一种改进的径流系列一致性分析方法，其特征在于，包括以下模块：

技术总结本发明涉及径流变化分析技术领域，公开了一种改进的径流系列一致性分析方法及系统，方法包括：获取历史数据，历史数据包括历史年降雨量数据和历史年径流深数据；根据历史年降雨量数据计算滑动平均年降雨量数据，根据历史年径流深数据计算滑动平均年径流深数据；根据滑动平均年降雨量数据和滑动平均年径流深数据按照时间序列绘制降雨量‑径流深关系图；根据降雨量‑径流深关系图是否分区判断径流系列前后是否具有一致性，若径流系列前后存在不一致，通过分区显示的过渡点判断年份，进一步分年代绘制降雨量‑径流深关系图判断不一致开始出现的年份。提高了判断径流系列一致性的精度，并且可以判断径流系列前后不一致开始的准确年份。技术研发人员：石宝,郝福良,张育德,汪学全,孙天青,郝秀玲,王杰,齐桐,陈奡,朱思瑾,杨松,孙田田受保护的技术使用者：中水北方勘测设计研究有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5