改进非参数解集模型在月径流随机模拟中的应用

【目的】研究改进非参数解集模型在陕北地区月径流随机模拟中的适用性,为该区域水资源规划、开发利用和保护等提供决策依据。【方法】采用非参数核密度估计模型模拟年径流,利用改进非参数解集模型将年径流分解为月径流,对月径流进行随机模拟,并探讨改进非参数解集模型中不同正定型矩阵的分解方法。【结果】改进非参数解集模型考虑了分量与总量以及分量与各分量前期值的关系,克服了首尾自相关不一致的问题,对月径流实测序列的均值、均方差、Cv、Cs、最大值、最小值以及一、二阶自相关系数等统计特性保持较好,模拟效果比较理想。交口河站、张村驿站和绥德站S′矩阵为正定矩阵,可采用Cholesky分解法进行分解;刘家河站、志丹站、安塞站和杏河站S′矩阵为非正定矩阵,宜采用Schur分解法进行分解。【结论】利用改进非参数解集模型进行月径流的随机模拟是可行的。

基于可变核的月径流改进非参数解集模型研究

径流序列模拟可为水资源系统规划和管理提供可靠依据。现行非参数解集模型模拟存在难以保持首尾自相关结构一致性,可能会产生大量负径流值的边界问题等不足。本文应用核密度估计理论,综合考虑年径流量和前期一阶月径流量与模拟月径流量的关系,采用可变核带宽方法减小边界影响,构建了月径流改进非参数解集模型,并将该模型与传统相关解集模型进行对比验证,应用于黄河流域兰州站1932—2010年天然月径流资料。结果表明:改进模型能较好地保持原径流序列的概率分布和统计参数,克服了首尾自相关结构不一致性问题,避免了大量负径流值的产生,用于月径流随机模拟是可行的。

非参数解集模型再探

参数解集模型具有固定的相依结构和边缘概率分布,非参数解集模型克服了参数解集模型的缺点,但非参数解集模型有自身的不足:用于时间量随机解集时,不能保持首尾自相关结构一致性;用于空间量分解时,不能保持空间上的量滞时为1的自、互相关特性。基于改变条件概率密度函数对非参数解集模型进行了改进,提出了改进的非参数解集模型。将建议模型应用于金沙江流域屏山站月径流随机生成,结果表明改进模型是合适的。