基于遗传算法和Copula函数的流域可供水量计算模型及应用

作     者：李继清 吴亮 郑威 刘曾美 

作者机构：华北电力大学水利与水电工程学院 华南理工大学土木与交通学院 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2025年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 082802[工学-农业水土工程] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52179014) 国家重点研发计划项目(2022YFC3002702-4) 

主　　题：可供水量计算 优化适线 遗传算法 GH Copula 参数估计 

摘      要：准确的水量推求是流域水资源合理开发利用的基础，其主要基于干流径流资料采用适线法进行水文频率分析，为保证可供水量设计值计算的准确性和合理性一般需要考虑不同的分布曲线和适线准则，同时为考虑各地区用水需求的差异，不可忽略可供水量的地区组成。本文建立了一种基于遗传算法和Copula函数的流域可供水量计算模型，模型选取两参数Gamma、P-Ⅲ和对数正态三种不同分布线型，基于相对离差平方和最小准则和均方根误差最小准则两种适线准则通过遗传算法完成优化适线求解流域各支流水量服从的最优分布线型，并以此为基础基于GH Copula函数构造流域下游设计断面可供水量的联合分布函数，计算可供水量的同时能够反映水量的地区组成。应用于流溪河流域，得出不同情景下各支流的最优分布线型，计算出不同保证率下流溪河流域下游控制断面可供水量范围。在流域各支流水量优化适线结果中，基于离差平方和最小准则进行优化适线的结果对于样本的低水点据有较好的拟合效果，而基于均方根误差最小准则进行优化适线的结果对于整体样本点据的拟合效果较好，同时基于此结果使用GH Copula函数构造流域设计断面可供水量的联合分布函数求解流域可供水量可能够较好的反映其地区组成并且较传统的可供水量推求方法有较高的准确性。