發(fā)布時(shí)間：2019-12-04 10:34

【摘要】：水文頻率分析是水文學(xué)研究的重要內(nèi)容之一,其精度直接關(guān)乎水利工程的投資與安全。通常實(shí)際中,水文頻率分析是為了預(yù)測(cè)超越概率事件在大重現(xiàn)期的發(fā)生值。本文主要研究截取分布理論在水文頻率分析中的應(yīng)用,并與非截取的高階線性矩(LH矩)法進(jìn)行對(duì)比,旨在提高大重現(xiàn)期設(shè)計(jì)值精度,以期為水利工程的運(yùn)行管理提供合理依據(jù)。本文綜述了近年來國(guó)內(nèi)外水文頻率分析、截取與刪失分布應(yīng)用進(jìn)展,探索截取分布及LH矩在水文頻率分析中的應(yīng)用。本文研究取得如下主要結(jié)論:(1)對(duì)比研究截取分布與刪失分布。實(shí)際水文中,截取分布與刪失分布機(jī)制的區(qū)分并不嚴(yán)格,二者在概率密度函數(shù)與分布函數(shù)、樣本矩計(jì)算存在一定的區(qū)別與聯(lián)系。相對(duì)于刪失序列取零值,截取樣本矩計(jì)算中截取序列應(yīng)統(tǒng)一賦值為截取閾值。(2)對(duì)于GEV型分布與P-Ⅲ型分布,采用數(shù)學(xué)變換、數(shù)學(xué)積分等原理,分別推導(dǎo)其截取線性矩、LH矩計(jì)算公式,應(yīng)用蒙特卡羅(Monte Carlo)試驗(yàn)研究其統(tǒng)計(jì)性能。Monte Carlo試驗(yàn)中,各截取水平線性矩和LH矩均具有良好的統(tǒng)計(jì)性能,而且隨著截取水平和階數(shù)的增加,設(shè)計(jì)值的偏差明顯降低,且部分情況下,重現(xiàn)期越大,改善越顯著。同時(shí),樣本容量的增加,對(duì)于設(shè)計(jì)值精度的提高也是有利的。(3)將截取方法與LH矩法應(yīng)用于陜西關(guān)中地區(qū)37個(gè)氣象站年降水序列,根據(jù)序列擬合曲線圖以及概率點(diǎn)據(jù)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法(PPCC)、擬優(yōu)平方和準(zhǔn)則(MSE)、擬優(yōu)確定性系數(shù)檢驗(yàn)法(QD)、擬優(yōu)絕對(duì)值準(zhǔn)則(MAE)、擬合誤差(d)5項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),定性、定量地進(jìn)行擬合結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)。對(duì)于研究年降水序列,與常用線性矩法相比,截取方法和LH矩法,均能顯著改善降水序列的較大值部分?jǐn)M合效果,通過提高截取水平、線性矩的階數(shù),提高大重現(xiàn)期降水設(shè)計(jì)值精度的方法是可行的。但值得注意地是,并非截取水平、階數(shù)越高擬合效果越好。且考慮到積分誤差、計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間、實(shí)測(cè)序列長(zhǎng)度等問題,截取水平、線性矩階數(shù)的選擇不宜過大。實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際序列長(zhǎng)度及序列質(zhì)量選擇合適的截取水平或階數(shù)。(4)基于GEV分布,對(duì)比研究截取和非截取的高階估計(jì)方法。根據(jù)擬合曲線及5種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果,大多數(shù)測(cè)站參數(shù)估計(jì)方法優(yōu)選結(jié)果為截取方法,說明截取參數(shù)估計(jì)方法在研究區(qū)一些測(cè)站的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)性。尤其對(duì)于存在可疑極值的序列,截取方法優(yōu)勢(shì)顯著。但高階方法公式推導(dǎo)較為簡(jiǎn)單,亦有可取之處,需要測(cè)站具體分析后選擇性應(yīng)用。(5)對(duì)于研究區(qū)年降水序列,采用定量評(píng)價(jià)的方法,評(píng)判研究區(qū)的最佳線型�；�5種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)比GEV分布LH矩與P-Ⅲ分布LH矩,不同標(biāo)準(zhǔn)下,線型優(yōu)選結(jié)果不盡相同,大多序列優(yōu)選線型為P-Ⅲ分布。說明采用P-Ⅲ型分布和GEV分布均可以用來描述研究區(qū)各站年降水資料,P-Ⅲ分布具有一定的優(yōu)勢(shì)。但是,線型選擇時(shí),需要具體測(cè)站序列具體分析。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P333.9

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本文編號(hào)：2569580