改进自适应重要抽样法在水文极限分析中的应用

我国属于最大的发展中国家,提升经济发展水平是我国的主要任务,可持续发展是我国的重要政策,如何在不破坏环境的前提下实现资源的最大利用是我国有关部门研究的重要内容。水资源是人类赖以生存的重要资源,但是目前我国的水资源越来越稀缺,而且缺水问题也是全球最关注的问题。为了改善我国的水资源问题,相关研究人员发现,通过改进自适应重要抽样法在水文极限分析中应用,可以实现更好的控制水资源恶化的目的。本文对这项工作进行简要的分析与介绍。

水文极限分析中改进自适应重要抽样法的应用分析

近年来,随着国内水资源的日渐紧缺,缺水问题一直是困扰我国的发展和进步,甚至已经成为了世界范围的大问题。同时,也注意到不同城市地区以及不同国家范围内受到极端水事件的各种自然灾害以及人为泄露等原因的影响也不断的增加,促使相关的水分析抽样方法在一定程度上得到了快速的发展。文章就水文极限分析中改进自适应重要抽样法的应用进行了分析和论证。

改进自适应重要抽样法在水文极限分析中的应用

提出了一种改进的自适应重要抽样方法,以广义极值分布为例,引入L-矩法,建立样本统计特性与分布参数的联系,估算极限事件的发生概率.以浙江省云港流域的24h设计暴雨为例,计算金竹岭和仙人潭两个站点降雨量分别大于213mm和200mm的概率.计算结果表明改进的自适应重要抽样方法能很好地模拟水文极限事件,叠代次数随着抽样个数的增加逐渐减小.与常规的MC法比较,重要抽样的效率有显著提高.另外,此改进的自适应重要抽样方法还能推广到其他的分布函数.

极限水文干旱历时概率分布解析法研究

【目的】研究P-Ⅲ分布和Markove过程年径流序列极限水文干旱历时概率分布随水文参数的变化规律。【方法】以泾河和北洛河为例,根据游程理论与随机变量极值理论,采用解析法与模拟法,应用MATLAB编程技术,求解一定时期内极限水文干旱历时的概率分布,探讨极限水文干旱历时概率分布和数学期望值随径流序列一阶自相关系数、偏态系数的变化规律。【结果】在一定时期内,极限水文干旱历时的发生概率和数学期望随一阶自相关系数、偏态系数的增加而增大,且一阶自相关系数对极限水文干旱历时概率分布影响较为显著;泾河和洛河发生连续11年干旱的重现期均为1 000年。【结论】该解析法模型具有计算量小、精度高的特点,可用于年降水序列表征的气候干旱概率分析。

基于EVT法和MC模型的极限水文干旱历时计算研究

【目的】研究极值理论(extreme value theory,EVT)法和马尔科夫链(Markov chain,MC)模型在极限干旱历时计算中的预测精度,为区域干旱历时预报提供依据。【方法】以黄河流域兰州、龙门、白马寺3个水文站年径流序列为例,利用EVT法和MC模型2种方法分别计算不同截断水平对应的极限干旱历时(Expected longest duration,E(LT)),并采用纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NS)和平均绝对百分误差(Mean absolute percentage error,MAPE)评价2种方法的计算精度。【结果】兰州、龙门、白马寺3个水文站采用EVT法计算的极限干旱历时值E(LT)与对应观测值(Observed longest duration,LT-ob)的NS和MAPE分别为0.921 0,0.854 6,0.929 4和0.046 0,0.155 5,0.039 1;而一阶马尔科夫链(one-order Markov chain,MC-1)模型结合hazen绘点位置公式计算的极限干旱历时值与对应观测值的NS和MAPE分别为0.824 7,0.668 1,0.908 1和0.206 3,0.327 3,0.104 6。2种方法均可取得较好的计算效果,但EVT法的计算精度优于MC-1模型。【结论】EVT法较MC-1模型所需要的参数少,计算过程较为简单,且计算结果误差小,是黄河流域可行的极限干旱历时计算方法。