(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210905922.1 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中交第四航 务工程勘察设计院有限 公司 地址 510230 广东省广州市海珠区前进路 161号 (72)发明人 罗小雅　乔光全　徐润刚　曹佳俊　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 专利代理师 卞静静 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算 方法 (57)摘要 本发明公开了一种风暴潮和暴雨共同作用 下的涝水风险计算方法， 包括： 步骤一、 收集历史 风暴潮和风暴潮发生前后的最大日降雨资料； 步 骤二、 对风暴潮增水和最大日降雨量组成的组合 序列做秩相关性分析， 判断二者是否为显著相 关； 步骤三、 若非显著相关， 计算结束； 若是显著 相关， 则将风暴潮增水序列和最大日降雨量序列 分别代入广义极值分布， 分别得到对应的分布函 数； 步骤四、 将两分布函数组成的组合序列带入 阿基米德簇Copu la函数， 应用AIC值检验， 判断出 最优拟合函数即联合分布函数； 步骤五、 根据联 合分布函数计算联合重 现期， 并根据风暴潮作用 下最大日降雨量的大小与单独降雨时最大日降 雨量的大小的比值， 确定联合涝水风险的大小。 本发明方法简单实用。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115330152 A 2022.11.11 CN 115330152 A 1.风暴潮和暴 雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 收集涝水风险预测地 区的历史风暴潮资料和风暴潮发生前后的最大 日降雨资 料； 步骤二、 对风暴潮增水和最大日降雨量组成的组合序列做秩相关性分析， 判断二者是 否为显著相关； 步骤三、 若非显著相关， 计算结束； 若是显著相关， 将显著相关的风暴潮增水序列和最 大日降雨 量序列分别代入广义极值分布， 进行 频率分析， 分别得到对应的分布函数U和V； 步骤四、 将两分布函数组成的组合序列代入阿基米德簇Copula函数， 应用AIC值检验， 判断出最优拟合 函数即联合分布函数； 步骤五、 根据联合分布函数计算联合重现期， 并根据风暴潮作用下最大日降雨量的大 小PT'与单独降雨时最大日降雨 量的大小PT的比值， 确定联合涝水风险的大小。 2.如权利要求1所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步 骤二中， 基于Spearman相关系数r， 对风暴潮增水和最大日降雨量组成的组合序列做秩相关 性分析； 其中， n为样本长度； Ri和Ki分别为风暴潮增水序列和最大日降雨 量序列的秩。 3.如权利要求1所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步 骤三中， 风 暴潮增水序列对应的分布函数U为 最大日降雨 量序列对应的分布函数V为 其中， μ, σ, ζ分别是位置参数、 形状参数和尺度 参数， S为风暴潮增水变量， P为最大日降 雨量变量。 4.如权利要求3所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 通 过极大似然估计法确定 μ, σ, ζ 的值， 即： 分别将风暴潮增水序列和最大日降雨量序列代入广义极值分布的密度函数u(S, μ, σ, ζ )和v(P, μ, σ, ζ )中， 得到对应的似然函数L和K， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115330152 A 2再对似然函数L和K中的μ, σ, ζ 求偏导， 当导数为0时， 即可求 解 μ, σ, ζ 。 5.如权利要求1所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步 骤四中， 阿基米德簇Copu la函数为： Gumbel ‑Houggaard函数、 Clayton函数、 Frank函数， 各函 数对应的解析式为： Gumbel‑Houggaard： C(u,v)＝exp{ ‑[(‑lnu)θ+(‑lnv)θ]1/θ}θ∈[1,∞) Clayton:C(u,v)＝(u‑θ+v‑θ‑1)‑1/θθ∈(0,∞) Frank: 6.如权利要求5所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 通 过极大似然估计法确定θ 的值。 7.如权利要求6所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步 骤四中， AIC＝2b ‑2ln(M)； 其中， b为模型参数 数量， M为极大似然函数值， AIC值越小， 模型拟合度越 优。 8.如权利要求1所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步 骤五中， 根据涝水的发生特征， 将有一个变量超过预定值 或者两个变量同时超过预定值时， 即“或”事件发生时定义 为涝水事 件， 其联合重现期T为： 则， 在发生T*年 一遇的风 暴潮S＝S ’条件下， 涝水事 件发生时的联合重现期T为： 其中， P’为风暴潮和降雨共同发生时的降雨预定值； S ’为风暴潮和降雨共同发生时的 风暴潮预定值， 9.如权利要求8所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 联 合涝水风险比 HR越大， 则联合涝水风险越大。 10.如权利要求1所述的风暴潮和暴雨共同作用下的涝水风险计算方法， 其特征在于， 步骤一中， 历史风 暴潮资料和风 暴潮发生前后的日降雨资料的时间范围不小于 30年。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115330152 A 3