CN109558626A - 基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于梯级水库汛期运行水位控制技术领域，尤其涉及一种基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法，包括：将样本数据以日期为横坐标，以年为纵坐标排列进行超定量筛选；采用带时畸参数泊松标值过程模型中的两个时畸参数：超定量均值、超定量发生强度，来反映出水库实际来水过程中的确定性因素和随机性因素；对多种设计频率的时变设计洪水进行推求，将日期，设计频率和时变设计洪水值三者相结合构成时变入库洪水识别模型来对入库洪水的设计频率、线型进行判断；上游水库在进入汛期前通过降低自身汛期运行水位来拦蓄入库洪水减轻下游水库防洪压力，下游水库通过超越汛期限制水位运行来增加梯级水库发电量。

Description

基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法

技术领域

本发明属于梯级水库汛期运行水位控制技术领域，尤其涉及一种基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法。

背景技术

当下，水资源匮乏、洪涝灾害频发已成为全球各个国家与地区共同面对的难题，对梯级水库的汛期运行水位进行动态控制，将危及人类生命财产安全的洪水转化为可利用的水资源，是人与自然和谐相处的有效途径之一。设计洪水作为水库调度运行方案制定的关键依据，其是否能够全面反映出水库实际来水情况，对于水库水资源利用十分重要。国内外学者对设计洪水的研究已有近百年的历史，根据设计洪水的推求步骤，可分为以下三个方面：

(1)从选样方法来说，使用较多的为年最大值法和超定量法。年最大值选样法在实际工程中使用较为普遍，但其仅考虑了洪水极值的分布规律，无法全面反映出洪水实际来水情况，适合作为水库建设规划阶段的设计洪水的选样方法；超定量法可以有效扩大样本容量，增强样本间物理相关性，提高设计洪水精度，适用于水库建成后调度运行阶段的设计洪水选样。但传统超定量法的门限值选取过程较为复杂，且取值不可唯一确定，使得门限值选取结果因人而异，因此在实际工程中使用较少。

(2)从分布曲线来说，采用3参数分布线型作为理论频率曲线计算方便，且能保证较高拟合度，我国一般选用P-Ⅲ型曲线作为理论频率曲线。1999年，王善序在超定量选样法的基础上提出了指数分布与泊松分布相结合的理论分布曲线，称为带时畸参数泊松标值过程模型，该模型包含两个时畸参数可以描述出水库实际入库洪水过程的特征，并提出了时变设计洪水的概念，但当时并未引起学术界的注意。2016年，李丹以广义Pareto(GP)分布函数参数为随机变量，利用自动阈值法对王善序所提出的方法进行了改进，构建了考虑水文序列时空分布异质性的变参数PDS/GP模型。2017年，Amr Gharib等人，分析得出超定量分布符合广义帕累托分布(GPD)，并结合SWAT模型对加拿大艾伯塔省47个流域的日流量序列进行模拟，得到了精度较高的模拟结果。此外，还有广义极值分布，对数正态分布等分布线型，使用较为广泛。

(3)从设计洪水过程线推求方法来说，我国常采用同频率法或同倍比法，由于这两种方法都需要人工修匀，因此结果受人为因素影响较大，无法保证设计洪水过程精度。随着计算机技术的发展，设计洪水过程线的生成多趋于自动化。2010年，Ladislav Gaál等人将贝叶斯MCMC技术应用于洪水频率分析当中，该方法能很好地利用历时洪水信息对设计洪水进行修正，得到精确度较高的结果。此外，应用人工智能技术模拟一定频率的设计洪水过程属于当下的热点。Lu C.等人提出了一种基于Copula-Entropy(CE)理论的新方法来识别人工神经网络模型的输入信息，对一定频率下的设计洪水过程进行了智能模拟。诸如此类还有粒子群算法，遗传算法等应用较为广泛。

动态控制梯级水库的汛期运行水位是实现洪水资源化利用的一种可操作性较高的方法。洪水资源化，是指综合系统地运用工程的和政策、规范、经济、管理、技术、调度等非工程措施，将常规排泄入海或泛滥的洪水在安全、经济可行和社会公平的前提下部分转化储存为可资利用的内陆水。通过制定合理的梯级水库汛期运行水位动态控制方案来实现洪水资源化利用的目标需设计以下两个方面的方法选择：

(1)设计洪水依据：现阶段的梯级水库汛期运行水位动态控制方案大多基于年最大设计洪水和分期设计洪水制定。2007年，李继清等人提出一种以旬为单位进行汛期运行水位动态控制的洪水资源化利用方法，以年最大设计洪水为上游龙羊峡水库的入库洪水，论证了下游刘家峡水库超汛限水位运行的可能性。2017年，Jiabo Yin等人利用copula函数建立夏秋季洪水的相关结构，建立了二元季节性设计洪水分析模型。鲁诗刊等人采用基于日最大值取样的分形法将水库汛期分为汛前期，主汛期和汛末期，并对百色水库进行了洪水资源化利用方案研究。然而，年最大设计洪水仅能反映出洪水的极值分布规律；分期设计洪水仅是在年最大设计洪水的基础上通过分期增加一定的洪水季节性变化，从本质上未改变年最大设计洪水所具有的特征，且其准确性还要受到气候变化、时期划分、水库峰量关系等因素的制约。

(2)梯级水库库容补偿调度：由于梯级水库上游水库与下游水库间普遍存在一定的水力联系，库容补偿作用是其中之一。1975年，H.R.Howson等人首先提出了POA算法。1987年，马光文使用POA算法建立了跨流域水电站群补偿调节优化的数学模型，是我国首次将POA算法引入水文领域。目前在防洪补偿调度中，常用的还有改进POA算法、POA/QP联合算法等。相较于梯级水库各个水库独立进行运行调度来说，在确保水库安全的前提下，通过梯级水库上库与下库间的库容补偿调度可以对水库汛期运行水位进行调整，使得水库超汛限水位运行，这往往会为梯级水库带来更多的经济效益，或者使得梯级水库在防洪、供水、航运、生态等方面获得最优的综合效益。

现阶段的梯级水库汛期运行水位动态控制方法研究大多基于年最大设计洪水或分期设计洪水，然而这两种设计洪水都不具备全面反映水库实际入库洪水情况的能来，无法得到合理的梯级水库汛期运行水位动态控制方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法，包括：

步骤1：将样本数据以日期为横坐标，以年为纵坐标排列进行超定量筛选；

步骤2：采用带时畸参数泊松标值过程模型中的两个时畸参数：超定量均值、超定量发生强度，来反映出水库实际来水过程中的确定性因素和随机性因素；

步骤3：对多种设计频率的时变设计洪水进行推求，将日期，设计频率和时变设计洪水值三者相结合构成时变入库洪水识别模型来对入库洪水的设计频率、线型进行判断；

步骤4：上游水库在进入汛期前通过降低自身汛期运行水位来拦蓄入库洪水减轻下游水库防洪压力，下游水库通过超越汛期限制水位运行来增加梯级水库发电量。

所述超定量的三项门限值选取准则为：

1>选取使得超定量样本在总历时内任意起始时间、任意长度的超定量发生次数皆服从泊松分布的门限值；

2>选取超定量发生次数与洪水超定量概率模型假定分布拟合度最高的门限值；

3>选取满足上述选取两项准则中的最小门限值。

所述时变设计洪水进行推求包括：洪峰时变设计洪水、3日洪量时变设计洪水和7日洪量时变设计洪水三项。

所述门限值选取准则采用K-S检验法对超定量发生次数与泊松分布的拟合程度进行检验。

所述步骤3还包括：

当入库洪水的洪峰设计频率小于洪量设计频率时，证明入库洪水过程线起伏变化较大，则选择更安全的梯级水库汛期运行水位动态控制方案；否则选择更多的将洪水转化为可利用水资源的方案。

本发明的有益效果：

(1)改进超定量法能够极大的扩大样本对实测数据的使用率，使得样本包含水库入库洪水的全部特征。并且，本发明提出了相应的门限值选取准则，解决了传统超定量法门限值无法唯一确定的问题，避免了人为干预的影响，有助于超定量法在实际工程中的使用与推广。

(2)时变设计洪水具有两个时畸参数，能够全面反映出水库的实际来水过程，相较于年最大设计洪水，时变设计洪水能够综合考虑洪水的峰量关系，给出合理的、贴近于水库实际来水过程的设计洪水。因此，依据时变设计洪水制定梯级水库运行水位动态控制方案更合理。

(3)依据时变设计洪水可以建立水库的时变入库洪水识别模型，可以对入库洪水设计频率、线型等信息直接进行判断，并为选取合适的梯级水库运行水位动态控制方案提供指导。

(4)依据梯级水库运行水位动态控制方案进行梯级水库调度运行，能够为环境(缓解水资源短缺危机、提高水体水质)和水库自身(发电、供水、防洪、航运)带来诸多好处。

附图说明

图1为传统超定量法与改进超定量法筛选方向示意图。

图2为梯级水库库容补偿调度原理图。

图3为龙羊峡-刘家峡梯级水库地理位置示意图。

图4为门限值与拟合度示意图。

图5为时畸参数变化过程图。

图6为龙羊峡时变设计洪水示意图。

图7为龙羊峡-刘家峡梯级水库洪水资源化利用方案图。

图8为基于时变入库洪水识别模型梯级水库汛期运行水位动态控制图。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法，即将时变设计洪水作为设计洪水依据，借助梯级水库间的库容补偿作用，得到合理的梯级水库汛期运行水位动态控制方案。

1改进超定量法

将样本数据以日期为横坐标，以年为纵坐标排列，如图1所示。传统的超定量法筛选方式为逐年横向进行超定量筛选。本发明则将超定量法筛选方式改进为以天为单位时段的纵向筛选。

洪水超定量系列，即指超过某一设定门限值的所有个体(洪峰、固定时段洪量)组成的系列。其概率模型可表示为：

Y＝X-y₀ (1)

式中：Y为超定量；X为洪水随机变量；y₀为门限值。

综合考虑美国水资源协会门限值筛选标准、模型假定间的关系，本发明提出以下三项门限值选取准则：

1>选取使得超定量样本在总历时内任意起始时间、任意长度的超定量发生次数皆服从泊松分布的门限值；

2>选取超定量发生次数与模型假定分布拟合度最高的门限值；

3>选取满足上述选取准则的最小门限值。

经过准则1>筛选后，超定量样本满足同分布假定；准则2>一方面有助于缩小门限值阈值范围，另一方面有助于提高设计洪水精度；准则3>则是为了确保选定门限值的唯一，选取较小的的门限值能够扩大超定量样本对实测数据的使用率。

2带时畸参数泊松标值过程模型

带时畸参数泊松标值过程模型包含两个时畸参数(超定量均值b_t、超定量发生强度r_t)，能够通过时畸参数的变化动态反映出水库实际来水过程中的确定性因素和随机性因素。将研究总历时划分为t个时段(t＝1，2，…，n)由于洪水超定量发生强度K具有随机性，假定K服从泊松(Poisson)分布。则单位时间内发生k次超定量的概率可表示为:

式中：r_t表示各t时段洪水超定量平均发生次数，单位次/天。进一步，假定超定量系列服从指数分布，则其频率曲线可分别表示为：

式中：b_t表示发生在t时刻，洪水超定量的均值；y为超定量量值。由超定量发生强度符合泊松分布，即其重现期E(T)可表示为：

公式(4)为依超定量发生强度对重现期计算方法进行修正的过程。

3梯级水库库容补偿调度

梯级水库上游水库与下游水库间存在一定的库容补偿作用，在汛期来临时，上游水库汛期运行水位低于汛期限制水位，或者上游水库为下游水库预留了一部分防洪库容时，上游水库即可为下游水库承担一部分防洪压力。特别是诸多具备多年调节或年调节能力的水库，在汛期来临前，其水库运行水位不可能每年都达到汛期限制水位。本发明采用在不降低水库防洪标准的前提下，上游水库降低自身汛期运行水位，拦蓄入库洪水，减轻下游水库防洪压力；下游水库超越汛期限制水位运行增加梯级水库发电量的方法进行洪水资源化利用方案研究，其原理如图2所示。

当上游水库在进入汛期前降低自身运行水位，腾出△V的库容用于蓄积入库洪水，则上游水库的出库流量曲线将由虚线变为实线(图2a)，在这个过程中上游水库不仅能够蓄积△V体积的洪水，实现洪水资源化利用，而且能够通过减少出库流量，消减出库洪水洪峰，推后出库洪水洪峰出现时间来改变出库洪水过程线，达到减轻下游水库防洪压力的目的。通过梯级水库间的库容补偿作用，假定上游水库的出库即为下游水库入库洪水的主要组成部分，则相当于上游水库为下游水库承担了体积为△V的洪水，提高了下游水库的防洪标准，下游水库的入库洪水曲线由虚线变为实线(图2b)，使得下游水库具备超汛限水位运行的能力，在蓄积部分洪水实现洪水资源化利用的同时，增加梯级水库发电效益。

龙羊峡与刘家峡为黄河上两座具有多年调节能力和年调节能力的水库，黄河上游梯级水库的布局和各水库的特性，决定了梯级电站的调度运行必须建立在龙羊峡-刘家峡两水库联合调度的基础上。龙羊峡-刘家峡梯级水库地理位置如图3所示。在长历时、大面积且不间断降雨的作用下，黄河上大洪水多为单峰型洪水过程，峰量关系对应关系较好，且具有涨落缓慢、洪水历时长、洪峰值较小、固定时段洪量值较大的特点。龙羊峡水库汛期为7月上旬到9月下旬，洪峰大多出现在7月或9月，一场洪水约用时40天，7月洪峰较为尖瘦，9月洪峰较为矮胖。刘家峡水库基本与龙羊峡水库相似。龙羊峡水库正常运行情况下的汛期限制水位为2594m，相应刘家峡水库的汛期限制水位为1726m。龙羊峡水库设计洪水位为2600m，校核洪水位为2607m，总库容247亿m³，调节库容193.6亿m³。刘家峡设计洪水位1735m，校核洪水位1738m，校核洪水位以下总库容64亿m³，设计洪水位以下库容57亿m³，兴利库容41.5亿m³。龙羊峡水库与刘家峡水库的防洪标准都是按千年一遇洪水设计、万年一遇洪水校核。1龙羊峡时变设计洪水推求

本发明对龙羊峡时变设计洪水的推求包含：洪峰时变设计洪水、3日洪量时变设计洪水和7日洪量时变设计洪水三项。要推求出精度较高的时变设计洪水，首先需要选取合适的门限值，本发明采用K-S检验法对超定量发生次数与泊松分布的拟合程度进行检验，遵循本发明提出的三项门限值选取准则进行门限值选取，确保门限值选取的合理性。龙羊峡时变设计洪水门限值与拟合度变化过程如图4所示。

由图4可以看出，随着门限值的增大，拟合度大体呈现由零增大再减小的变化趋势，期间会出现多次起伏变化，导致门限值筛选准则2>中的最高拟合度并不能保证门限值的唯一性，需要经过准则3>的筛选确保门限值唯一。经过筛选，洪峰入库时变设计洪水门限值为1060m³/s，实测数据使用率为45.85％；3日洪量时变设计洪水门限值为3.05亿m³，实测数据使用率为38.42％；7日洪量时变设计洪水门限值为6.79亿m³，实测数据使用率为40.87％。门限值选取的不宜过大，否则会造成入库时变设计洪水整体偏小的情况。因此，在门限值选取过程中不用为了追求最高拟合度一直无止境的增大门限值，可以将门限值选取上限定为样本均值，来保证门限值的合理性。时变设计洪水其时变特性主要由两个时畸参数(超定量均值b_t和超定量发生强度r_t)来体现，龙羊峡时变设计洪水时畸参数随时间的变化过程如图5所示。

由图5可看出，7月1日至9月30日期间，超定量均值(b_t)会在7月中旬和9月中旬出现两个相对较为明显的峰，8月一整个月相对来说为低谷；而超定量发生强度(r_t)在7月中旬会出现一个较为明显的峰，9月中旬出现峰变化趋势较为平缓。参考带时参数泊松标值过程模型中时畸参数b_t与r_t的数学关系，则可发现b_t对时变设计洪水的变化趋势起主导作用，r_t则对变化趋势起增强或削弱的作用。因此在两时畸参数的作用下，时变设计洪水会在7月中旬出现一个较为明显的峰，在9月会出现一个变化趋势较为平缓的峰，8月相对来说为低谷(下文将简称两者为7月峰、9月峰)。时畸参数的变化趋势与黄河上游洪水变化趋势一致，因此可以认为两时畸参数具有描述出龙羊峡实际入库洪水特征的能力。本文对101种设计频率的时变设计洪水进行了推求，设计频率范围为0-1％，变化步长为0.01％，其变化过程如图6所示。需要说明的是，可能最大设计洪水为1.2倍的万年一遇设计洪水，并非根据重现期推求所得，为了方便画图，使用P＝0％表示可能最大设计洪水。

由图6可以看出，7月1日至9月30日龙羊峡时变设计洪水过程中会出现两个较为明显的峰，且7月峰属于尖瘦型洪峰，9月峰属于矮胖型洪峰，8月相对来说为低谷。这从侧面反映出，相较于年最大设计洪水时变设计洪水能够更为全面的反映出水库实际入库洪水的变化过程。此外，时变设计洪水能够将日期，设计频率和时变设计洪水值三者相结合，构成时变入库洪水识别模型。例如，在7月23日实测来水量达到5483m³/s，根据图6a对洪峰进行判断，实测来水量洪峰流量已经达到了龙羊峡千年一遇的设计标准；进一步对比入库洪水固定时段洪量值，若3日洪量达到14.29亿m³，7日洪量达到32.26亿m³，由图6b、c可知入库洪水3日洪量、7日洪量均已达到千年一遇的设计标准，且入库洪水线型属于尖瘦型洪水过程。如此，水库可以按照千年一遇设计标准方案进行调度。将洪量时变设计洪水与洪峰时变设计洪水相结合对来水进行判断，不仅能够对入库洪水的设计频率逐层进行判断，而且能够对入库洪水的线型进行分析，为水库决策者提供较为完善的入库洪水判断依据，以选择合适的水库调度运行方案。

2基于时变设计洪水的洪水资源化利用方法

龙羊峡水库建成27年来，由于上游来水持续偏少等原因，水库长期以来都是处于低水位运行状态；此外，龙羊峡水库属于多年调节水库，从水库运行的特性上分析知道，其运行水位不可能每年汛末都落在正常蓄水位或者每年汛期来临之前都达到汛限水位。因此，利用梯级水库库容补偿调节的方法，使龙羊峡降低汛期运行水位拦蓄洪水，抬高下游刘家峡汛期运行水位，使其处于超汛限水位运行状态，增加梯级水库发电效益，提高水资源利用率，实现洪水资源化利用。龙-刘梯级水库主要肩负9种(P＝1％，0.5％，0.33％，0.2％，0.1％，0.05％，0.02％，0.01％，PMF)设计频率的防洪任务，本发明则以1m为步长，使龙羊峡汛期运行水位由汛限水位2594m，逐渐下降至2570m，与此同时抬高下游刘家峡汛期运行水位，龙羊峡-刘家峡梯级水库9种设计频率下25种洪水资源化利用方案如图7所示。

由于，龙羊峡水库的运行水位是由1m为步长进行的，所以图7中曲线包围的面积皆为刘家峡水库运行水位可调整的范围。当设计频率相同时，随着龙羊峡水库运行水位的降低，刘家峡水库的运行水位可调整范围呈现出阶梯状增加的趋势。这说明，龙羊峡-刘家峡梯级水库间的库容补偿作用存在一个开始补偿水位和一个终止补偿水位。在开始补偿水位之前，龙羊峡水库对刘家峡水库的库容补偿作用非常小，可以忽略，它们只能按照各自的汛限水位进行调度运行。在终止水位之后，龙羊峡水库失去了对刘家峡水库的补偿能力，再降低龙羊峡水库的运行水位是没有任何帮助的。

如果刘家峡水库的运行水位能够抬高至1726m以上，则证明刘家峡水库可以采用超汛限水位的调度运行方法，这将为整个梯级水库带来非常可观的发电效益。当龙羊峡水库的运行水位为2594m且入库洪水的设计频率不超过0.33％(图7a-c)时，刘家峡水库的运行水位具备一定的可调整范围。这说明，当入库洪水不超过300年一遇的设计标准时，刘家峡水库可以采用超汛限水位运行的调度方案，同时龙羊峡水库可以不降低自身运行水位以其汛期运行水位(2594)进行水库调度运行。这证明，当设计频率不超过0.33％时(图7a-c)，年最大设计洪水过程线总体严重偏大，此时依据年最大设计洪水进行水库调度运行方案制定会造成许多不必要的资源浪费；当设计频率小于0.33％时(图7d-i)，年最大设计洪水未能全面反映出水库实际来水情况，仅能以洪峰流量来标示来水的大小，无法考虑到洪峰流量与洪量的关系，出现洪峰高，洪量偏小的情况，导致水库依据年最大设计洪水制定各设计频率的洪水调度运行方案不合理。当龙羊峡-刘家峡梯级水库按照洪水资源化利用方案进行调度运行时，仅一场设计频率在1％至PMF之间的入库洪水，龙羊峡水库可蓄洪量见表1。

表1龙羊峡-刘家峡梯级水库以汛期运行水位动态控制方案调度龙羊峡水库蓄洪量

由表1可看出，仅一场设计频率在1％至PMF间的入库洪水，龙羊峡水库可以将8.6-90.8亿m³的洪水转化为可利用水资源。对于缓解水资源短缺危机来说，这是非常可观的水量。在梯级水库汛期运行水位动态控制方案已知的情况下，可以将时变入库洪水识别模型与其结合，具体思路见图8。

如图8所示，基于时变入库洪水识别模型，可以对水库入库洪水的设计频率和类型进行直接判断，为梯级水库选出合理的汛期运行水位动态控制方案。当入库洪水的洪峰设计频率小于洪量设计频率时，证明入库洪水过程线起伏变化较大，需要选择一个偏安全的梯级水库汛期运行水位动态控制方案。其他情况下，入库洪水都是小于或符合时变设计洪水的设计标准的，可以选择尽可能多的将洪水转化为可利用水资源的方案。值得注意的是，模型中的输入信息和时变入库洪水识别模型所包含的内容可以根据使用者的需求进行修改，但是必须输入正确的日期和至少一个入库洪水特征参数(洪峰、洪量)。当然，使用多个入库洪水特征参数进行入库洪水判断能够得到一个更为全面的判断信息，提高梯级水库汛期运行水位动态控制方案的合理性。

严格依据汛期运行水进行水库调度运行或者依据年最大设计洪水、分期设计洪水制定水库调度运行方案必将造成大量的水资源浪费和水库库容闲置。因此，水库的调度运行方案应该基于时变设计洪水来制定。将洪水转化为可利用水资源不仅能够有效地解决水资源短缺问题，而且能够改善整个流域水质状况，但这也仅是洪水资源化利用在环境方面的好处。对于水库自身来说，依据梯级水库汛期运行水位动态控制方案进行水库调度可以提高整个梯级水库的发电效益，在供水、防洪和航运方面也会带来诸多益处。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于时变设计洪水的梯级水库汛期运行水位动态控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：将样本数据以日期为横坐标，以年为纵坐标排列进行超定量筛选；

步骤2：采用带时畸参数泊松标值过程模型中的两个时畸参数：超定量均值、超定量发生强度，来反映出水库实际来水过程中的确定性因素和随机性因素；

步骤3：对多种设计频率的时变设计洪水进行推求，将日期，设计频率和时变设计洪水值三者相结合构成时变入库洪水识别模型来对入库洪水的设计频率、线型进行判断；

步骤4：上游水库在进入汛期前通过降低自身汛期运行水位来拦蓄入库洪水减轻下游水库防洪压力，下游水库通过超越汛期限制水位运行来增加梯级水库发电量。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述超定量的三项门限值选取准则为：

1>选取使得超定量样本在总历时内任意起始时间、任意长度的超定量发生次数皆服从泊松分布的门限值；

2>选取超定量发生次数与洪水超定量概率模型假定分布拟合度最高的门限值；

3>选取满足上述选取两项准则中的最小门限值。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述时变设计洪水进行推求包括：洪峰时变设计洪水、3日洪量时变设计洪水和7日洪量时变设计洪水三项。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述门限值选取准则采用K-S检验法对超定量发生次数与泊松分布的拟合程度进行检验。

5.根据权利要求1～4任一所述方法，其特征在于，所述步骤3还包括：

当入库洪水的洪峰设计频率小于洪量设计频率时，证明入库洪水过程线起伏变化较大，则选择更安全的梯级水库汛期运行水位动态控制方案；否则选择更多的将洪水转化为可利用水资源的方案。