超閾法-Copula函數(shù)在極端水位重現(xiàn)期值計算中的應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2022-12-08 18:32
重現(xiàn)期水位是重要的海洋水文參數(shù),合理計算重現(xiàn)期高水位是海岸防護標(biāo)準(zhǔn)制訂和海洋工程設(shè)計的基礎(chǔ),對工程的安全性和經(jīng)濟性有重要意義。目前,我國規(guī)范中計算重現(xiàn)期水位的方法是以每年最大值作統(tǒng)計樣本的年極值法,該方法數(shù)據(jù)利用率不高,需要足夠長的連續(xù)樣本才能保證結(jié)果的精度,若有其中一年最大值缺失就不能應(yīng)用;另外年極值法直接處理天文潮和隨機增水聯(lián)合作用后組合形成的水位數(shù)據(jù),作為單變量的頻率分析方法,計算過程中沒有體現(xiàn)各變量對水位變化的影響。本文針對傳統(tǒng)重現(xiàn)期水位計算方法的局限性,基于分組取樣方法和復(fù)合極值理論,探討了重現(xiàn)期增水計算的復(fù)合分布模型;利用Copula函數(shù)構(gòu)建天文潮和隨機增水的聯(lián)合分布并推求重現(xiàn)期水位。論文的主要工作和成果如下:(1)在常用分組方法時間窗口法和雙閾值法的基礎(chǔ)上,提出了適用于增水?dāng)?shù)據(jù)處理的基于小閾值的時間窗口分組法。該方法步驟明確,操作性強,能快速得到滿足超閾模型要求的獨立樣本。(2)基于小閾值的時間窗口取樣法和復(fù)合極值理論,得到了重現(xiàn)期增水計算的P-GP(泊松-廣義帕累托)復(fù)合分布法。在取閾過程中引入了變點理論,改進了平均壽命圖取閾值的方法。復(fù)合分布法的重現(xiàn)期增水與年極值法進...
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 單變量頻率分析研究現(xiàn)狀
1.2.2 多變量頻率分析研究現(xiàn)狀
1.2.3 存在的問題
1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第二章 基本統(tǒng)計理論和數(shù)據(jù)
2.1 極值分布理論
2.1.1 極值分布類型
2.1.2 廣義Pareto分布理論
2.2 超閾模型理論
2.2.1 GPD模型
2.2.2 PDS模型
2.2.3 復(fù)合分布模型
2.3 基本數(shù)據(jù)概況
2.4 本章小結(jié)
第三章 計算重現(xiàn)期增水的超閾模型方法
3.1 超閾法分組研究
3.1.1 傳統(tǒng)分組方法概述
3.1.2 基于小閾值的時間窗口法
3.1.3 分組方法驗證
3.2 取閾方法研究
3.2.1 傳統(tǒng)取閾方法
3.2.2 基于變點理論的閾值確定方法
3.2.3 變點取閾法驗證
3.3 參數(shù)估計和擬合檢驗
3.3.1 點估計
3.3.2 擬合優(yōu)度檢驗
3.4 重現(xiàn)期增水計算結(jié)果
3.4.1 超閾量擬合
3.4.2 增水的復(fù)合P-GP分布
3.5 滑動取樣分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于Copula函數(shù)的天文潮增水聯(lián)合分析和重現(xiàn)期水位計算
4.1 Copula函數(shù)理論
4.1.1 Copula函數(shù)定義
4.1.2 Copula函數(shù)分類
4.1.3 Copula函數(shù)參數(shù)估計方法
4.1.4 Copula函數(shù)選擇
4.2 確定邊緣分布
4.3 Copula函數(shù)參數(shù)估計
4.4 擬合優(yōu)度評價
4.5 重現(xiàn)期水位計算
4.5.1 聯(lián)合概率法
4.5.2 條件概率法
4.6 基于Copula函數(shù)的重現(xiàn)期水位計算與其他方法的比較
4.6.1 年極值法
4.6.2 等效二維分布
4.6.3 計算結(jié)果比較
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
主要結(jié)論
創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士/碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Copula函數(shù)在水文多變量分析計算中的問題[J]. 宋松柏. 人民黃河. 2019(10)
[2]基于Copula函數(shù)的新型綜合干旱指數(shù)構(gòu)建與應(yīng)用[J]. 張迎,黃生志,黃強,李沛,馬嵐. 水利學(xué)報. 2018(06)
[3]基于Copula函數(shù)的漢江中上游流域極端降雨洪水聯(lián)合分布特征[J]. 陳心池,張利平,閃麗潔,楊衛(wèi),徐霞. 長江流域資源與環(huán)境. 2015(08)
[4]水文頻率分析中參數(shù)估計最大熵法的梅林變換推導(dǎo)[J]. 張明,張陽. 水資源與水工程學(xué)報. 2015(04)
[5]我國極端降水閾值確定方法的對比研究[J]. 遲瀟瀟,尹占娥,王軒,孫鈺科. 災(zāi)害學(xué). 2015(03)
[6]額爾齊斯河流域上游地區(qū)近50 a來氣溫和降水變化的DFA分析[J]. 高沈瞳,徐長春. 冰川凍土. 2014(03)
[7]基于Copula函數(shù)的非一致性洪水峰量聯(lián)合分析[J]. 馮平,李新. 水利學(xué)報. 2013(10)
[8]超定量系列波浪重現(xiàn)期值研究[J]. 羅耀,朱良生. 水運工程. 2013(05)
[9]基于Copula函數(shù)的水量水質(zhì)聯(lián)合分布函數(shù)[J]. 張翔,冉啟香,夏軍,宋星原. 水利學(xué)報. 2011(04)
[10]基于Copula函數(shù)的河川徑流豐枯遭遇分析[J]. 莫淑紅,沈冰,張曉偉,李占斌. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(06)
博士論文
[1]基于超閾法的海洋工程極端環(huán)境條件重現(xiàn)期值計算理論與方法研究[D]. 羅耀.華南理工大學(xué) 2013
[2]多維最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的應(yīng)用研究[D]. 陶山山.中國海洋大學(xué) 2013
[3]基于Copula函數(shù)的設(shè)計洪水計算方法研究[D]. 李天元.武漢大學(xué) 2014
[4]多維復(fù)合極值分布理論及其工程應(yīng)用[D]. 王莉萍.中國海洋大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于最大熵-Copula函數(shù)的感潮河段降雨潮位聯(lián)合概率及重現(xiàn)期分布研究[D]. 范嘉煒.天津大學(xué) 2017
[2]降雨事件聯(lián)合概率分析及其在城市內(nèi)澇風(fēng)險評估中的應(yīng)用[D]. 黃寧.浙江大學(xué) 2016
[3]海岸工程極端設(shè)計水位組合分析[D]. 余海靜.中國海洋大學(xué) 2006
本文編號:3713905
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 單變量頻率分析研究現(xiàn)狀
1.2.2 多變量頻率分析研究現(xiàn)狀
1.2.3 存在的問題
1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第二章 基本統(tǒng)計理論和數(shù)據(jù)
2.1 極值分布理論
2.1.1 極值分布類型
2.1.2 廣義Pareto分布理論
2.2 超閾模型理論
2.2.1 GPD模型
2.2.2 PDS模型
2.2.3 復(fù)合分布模型
2.3 基本數(shù)據(jù)概況
2.4 本章小結(jié)
第三章 計算重現(xiàn)期增水的超閾模型方法
3.1 超閾法分組研究
3.1.1 傳統(tǒng)分組方法概述
3.1.2 基于小閾值的時間窗口法
3.1.3 分組方法驗證
3.2 取閾方法研究
3.2.1 傳統(tǒng)取閾方法
3.2.2 基于變點理論的閾值確定方法
3.2.3 變點取閾法驗證
3.3 參數(shù)估計和擬合檢驗
3.3.1 點估計
3.3.2 擬合優(yōu)度檢驗
3.4 重現(xiàn)期增水計算結(jié)果
3.4.1 超閾量擬合
3.4.2 增水的復(fù)合P-GP分布
3.5 滑動取樣分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于Copula函數(shù)的天文潮增水聯(lián)合分析和重現(xiàn)期水位計算
4.1 Copula函數(shù)理論
4.1.1 Copula函數(shù)定義
4.1.2 Copula函數(shù)分類
4.1.3 Copula函數(shù)參數(shù)估計方法
4.1.4 Copula函數(shù)選擇
4.2 確定邊緣分布
4.3 Copula函數(shù)參數(shù)估計
4.4 擬合優(yōu)度評價
4.5 重現(xiàn)期水位計算
4.5.1 聯(lián)合概率法
4.5.2 條件概率法
4.6 基于Copula函數(shù)的重現(xiàn)期水位計算與其他方法的比較
4.6.1 年極值法
4.6.2 等效二維分布
4.6.3 計算結(jié)果比較
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
主要結(jié)論
創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士/碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Copula函數(shù)在水文多變量分析計算中的問題[J]. 宋松柏. 人民黃河. 2019(10)
[2]基于Copula函數(shù)的新型綜合干旱指數(shù)構(gòu)建與應(yīng)用[J]. 張迎,黃生志,黃強,李沛,馬嵐. 水利學(xué)報. 2018(06)
[3]基于Copula函數(shù)的漢江中上游流域極端降雨洪水聯(lián)合分布特征[J]. 陳心池,張利平,閃麗潔,楊衛(wèi),徐霞. 長江流域資源與環(huán)境. 2015(08)
[4]水文頻率分析中參數(shù)估計最大熵法的梅林變換推導(dǎo)[J]. 張明,張陽. 水資源與水工程學(xué)報. 2015(04)
[5]我國極端降水閾值確定方法的對比研究[J]. 遲瀟瀟,尹占娥,王軒,孫鈺科. 災(zāi)害學(xué). 2015(03)
[6]額爾齊斯河流域上游地區(qū)近50 a來氣溫和降水變化的DFA分析[J]. 高沈瞳,徐長春. 冰川凍土. 2014(03)
[7]基于Copula函數(shù)的非一致性洪水峰量聯(lián)合分析[J]. 馮平,李新. 水利學(xué)報. 2013(10)
[8]超定量系列波浪重現(xiàn)期值研究[J]. 羅耀,朱良生. 水運工程. 2013(05)
[9]基于Copula函數(shù)的水量水質(zhì)聯(lián)合分布函數(shù)[J]. 張翔,冉啟香,夏軍,宋星原. 水利學(xué)報. 2011(04)
[10]基于Copula函數(shù)的河川徑流豐枯遭遇分析[J]. 莫淑紅,沈冰,張曉偉,李占斌. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(06)
博士論文
[1]基于超閾法的海洋工程極端環(huán)境條件重現(xiàn)期值計算理論與方法研究[D]. 羅耀.華南理工大學(xué) 2013
[2]多維最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的應(yīng)用研究[D]. 陶山山.中國海洋大學(xué) 2013
[3]基于Copula函數(shù)的設(shè)計洪水計算方法研究[D]. 李天元.武漢大學(xué) 2014
[4]多維復(fù)合極值分布理論及其工程應(yīng)用[D]. 王莉萍.中國海洋大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于最大熵-Copula函數(shù)的感潮河段降雨潮位聯(lián)合概率及重現(xiàn)期分布研究[D]. 范嘉煒.天津大學(xué) 2017
[2]降雨事件聯(lián)合概率分析及其在城市內(nèi)澇風(fēng)險評估中的應(yīng)用[D]. 黃寧.浙江大學(xué) 2016
[3]海岸工程極端設(shè)計水位組合分析[D]. 余海靜.中國海洋大學(xué) 2006
本文編號:3713905
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