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ISSN: 2333-9721
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灰色关联度法与加权距离系数法在洪水相似性识别中的适用性分析
Analysis on the Applicability of Grey Relational Analysis and Weighted Distance Coefficient Methods in Flood Similarity Identification

DOI: 10.12677/jwrr.2026.154042, PP. 388-399

Keywords: 暴雨洪水特征指标,洪水相似性,灰色关联度,加权距离系数,差分进化算法,匹配率
Characteristic Indices of Rainstorm Flood
, Flood Similarity, Grey Relational Analysis Method, Weighted Distance Coefficient, Differential Evolution Algorithm, Matching Rate

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Abstract:

以澴水花园水文站46场历史洪水为研究对象,筛选10个易量化、易获取的暴雨洪水特征指标,开展基于1013种指标组合(不包含单指标组合)的洪水相似性研究。建立以专家经验识别为基准、以匹配率和洪峰流量合格率为量化指标的评定标准,采用灰色关联度法和加权距离系数法进行相似洪水识别,并引入差分进化算法优化加权距离系数法权重。结果表明:降雨总量P、前期影响雨量Pa、洪峰流量Q、洪量W是识别相似洪水的关键指标;差分进化算法优化权重后,加权距离系数法识别效果显著提升;灰色关联度法识别结果更为稳健,对指标组合变化不敏感;仅采用事前指标的识别效果明显不如全过程指标。
Using 46 historical flood events recorded at the Huayuan Hydrological Station on the Huanshui River as the study object, this study selected ten quantifiable and readily available rainfall-flood indicators and conducted a flood similarity analysis based on 1013 indicator combinations (excluding single-indicator combinations). An evaluation criterion was established using expert experience-based identification as the benchmark, with the matching rate and the qualified rate of peak discharge as quantitative metrics. Similar floods were identified using the grey relational analysis (GRA) method and the weighted distance coefficient (WDC) method; the differential evolution (DE) algorithm was introduced to optimize the weights of the latter. The results show that total rainfall (P), antecedent precipitation index (Pa), peak discharge (Q), and flood volume (W) are key indicators for identifying similar floods. After the weights were optimized by the DE algorithm, the performance of the WDC method improved markedly. The GRA method produced more robust results than the WDC method and was less sensitive to variations in indicator combinations. Using only pre-event indicators led to markedly poorer identification performance than using full-process indicators.

References

[1]  刘卫林, 董增川, 梁忠民, 等. 暴雨洪水相似性分析及其应用研究[J]. 中国农村水利水电, 2007(2): 132-135, 148.
[2]  李春红, 陈建, 王建平. 基于量化指标的实时洪水相似性研究[C]//中国水力发电工程学会水电站运行管理专委会, 中国水力发电工程学会梯级调度控制专业委员会. 水电站运行管理及梯级调度控制研究(2019). 武汉: 长江出版社, 2019: 152-158.
[3]  王海潮, 董增川, 梁忠民, 等. 暴雨洪水相似性分析指标体系研究[J]. 水文, 2006, 26(2): 13-17.
[4]  陈建, 李春红, 王峰, 等. 长江上游流域暴雨洪水相似性判别指标研究[J]. 人民长江, 2019, 50(1): 58-63.
[5]  章四兵, 周美立. 系统相似性度量中的非平权距离系数法[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2004, 27(8): 903-906.
[6]  张艳平, 周惠成. 基于暴雨洪水相似性分析的洪水分类研究[J]. 水电能源科学, 2016, 30(9): 50-54.
[7]  吴业楠, 钟平安, 赵云发, 等. 基于灰色关联分析的相似洪水动态展延方法[J]. 南水北调与水利科技, 2014, 12(1): 126-130.
[8]  林子珩, 石朋, 钟平安, 等. 基于改进灰关联分析的相似洪水动态识别与预报方法[J]. 水电能源科学, 2020, 38(1): 48-51.
[9]  冯永修, 杨亚钤, 刘金涛. 新丰江水库流域相似洪水识别及洪量预报[J]. 中国农村水利水电, 2021(3): 58-62.
[10]  万新宇, 包为民, 荆艳东, 等. 基于主成分分析的洪水相似性研究[J]. 水电能源科学, 2007, 25(5): 36-39.
[11]  田逸飞, 杨海从, 纪国良, 等. 相似洪水分析与智能推荐模型研究[J]. 水资源研究, 2023, 12(5): 472-485.
[12]  王海军, 衣学军, 黄一昕, 等. 暴雨洪水相似性判别及外推预估方法[J]. 南水北调与水利科技(中英文), 2023, 21(5): 886-894.
[13]  杨艳林, 叶枫, 吕鑫, 等. 一种基于DTW聚类的水文时间系列相似性挖掘方法[J]. 计算机科学, 2016, 43(2): 245-249.
[14]  任继周, 彭德才, 乔伟, 等. 基于DTW算法的云南昭通地区场次洪水相似性研究[J]. 水利水电快报, 2017, 38(8): 35-38.
[15]  赵圆元, 张行南, 黄钰凯, 等. 基于动态权重的水文时间序列相似性分析方法[J]. 水电能源科学, 2021, 39(2): 9-12, 17.
[16]  李映辉, 钟平安, 钱睿智, 等. 基于动态时间弯曲算法的相似洪水识别方法[J]. 水电能源科学, 2018, 36(11): 51-55.
[17]  钱堃, 包为民, 李偲松, 等. K均值聚类分析方法在洪水预报中的应用[J]. 水电能源科学, 2012, 30(5): 41-44.
[18]  李映辉, 钟平安, 杨敏芝, 等. 基于投影寻踪-K均值的相似洪水动态识别方法[J]. 水电能源科学, 2020, 38(7): 78-82.
[19]  黄燕, 张静怡, 刘军涛, 等. 水文相似度的权值确定方法及其应用[J]. 中国水运, 2009, 9(18): 186-188.

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