水文频率分析中参数估计最大熵法的梅林变换推导

针对水文频率分析中最大熵法估计概率分布参数求解问题,探讨了用最大信息熵原理推导概率分布参数估计最大熵法的数学特性,分析了该方法与梅林变换之间的关系。从梅林变换出发,对各种水文频率分布参数估计的最大熵法进行了推导,说明了推导的具体步骤。用梅林变换推导最大熵法的过程更为简单、易懂。     

信息熵与最大熵原理

本文从信息熵概念出发、论述了与概率论相联系的熵，如不确定性与其测度熵的关系和条件熵等，并重点研讨了为社会、自然科学中许多问题研究提供新理论工具的最大熵原理及其应用的展望。     

三参数对数正态分布最大熵参数估计方法探讨

利用最大熵原理进行系列参数估计是水文频率分析比较受重视的一个研究领域。主要探讨最大熵原理在三参数对数正态分布(LN3)参数估计中的应用,并加入历史洪水信息。对于传统最大熵方法与基于线性矩的最大熵方法和熵适线法进行统计试验比较,结果显示,考虑历史洪水的熵估计公式是有效可行的。为了进一步了解熵估计方法的统计特性,还与传统参数估计方法(矩法、线性矩法、适线法)作了比较。     

纳须模型参数估计矩法和熵法的关系及评价

对纳须模型参数估计的矩法和熵法作了简单的介绍。从纳须模型相似于Г分布出发，用最大信息熵原理和矩定理统一导出矩法和熵法，进一步揭示了它们之间的内在关系，同时通过算例进行了比较、讨论和分析。     

迟滞瞬时单位线参数估计熵法

迟滞瞬时单位线的数学表达式形同于皮尔逊Ⅲ型分布,基于数学相似性原理建立了两者参数之间的关系.以信息熵理论为基础,构造了参数估计方程,然后将对数均值用泰勒级数展开,忽略高阶项,提出了迟滞瞬时单位线参数估计的一种方法-熵法.从检验的算例估计实值的精度来看,熵法其结果令人满意,精度比常用的矩法估计值有明显提高,从而表明提出的方法具有良好的参数估计效果.     

确定Nash模型参数方法的探讨

以往汇流参数,n、K值是用矩法来求的,该法要求流域具备较完整的降水和流量料,这对于资料缺乏地区往往不适用.于是通过另外途径,即既能反映流域汇流特又适用于资料缺乏地区的方法来确定流域汇流参数,本文便是利用流域地貌参数定Nash模型参数的一个尝试,通过实例分析取得满意效果.     

基于最大熵原理的区域农业干旱度概率分布模型

提出了构建综合考虑自然因素与农作物生长周期之间量化关系的干旱度评价指标,并基于最大熵原理建立了项目区干旱度分布密度函数,避免了以往构建概率分布的随意性,实现了对区域农业干旱度进行量化评价的目的。首先根据作物在非充分灌溉条件下的减产率,建立了干旱程度的量化评价指标,然后通过蒙特卡罗法生成了长系列降雨资料,并计算历年干旱度指标,最后利用最大熵原理,构建了农业干旱度分布的概率分布密度函数。以河南省濮阳市渠村灌区为对象进行了实例计算。结果表明,该模型概念清晰,计算简便实用,结果符合实际,是一种较好的评估方法。     

河流水质参数估计的蒙特卡罗方法

考虑到水环境系统的不确定性,把河流水质观测数据和水质模型参数都作为随机变量来处理。采用贝叶斯方法计算出模型参数的后验概率密度函数,通过蒙特卡罗方法对其进行采样来获得参数的估计值。最后通过对一个实际河道的水质模型参数进行了估计,取得了较好的效果,可为进一步使用水质模型预测河流浓度分布提供依据。     

基于熵权法的万安水库汛期分期计算

为全面客观反映流域暴雨洪水季节变化规律,以便对万安水库原有分期进行科学合理论证,研究需对流域降雨、洪水等多项指标进行综合分析。针对各指标对流域分期影响程度具有较大差异的情况,研究采用能灵活度量指标影响效应的熵权法对万安水库各分期指标进行熵权计算,并由计算得到的信息熵值对流域进行汛期划分。将划分结果与原有分期和Fisher方法分期结果进行对比分析。结果表明,基于熵权法的分期与原有分期较为接近,但建议原分期应适当调整。本方法一方面保证了分期的客观与合理性,为决策者提供了更多决策空间,另一方面也有利于对流域各降雨洪水分期指标进行影响程度分析。     

最大熵法计算水闸闸室抗滑稳定可靠性

运用信息熵的概念和最大熵原理建立功能函数的熵概率密度函数模型,以计算水闸闸室抗滑稳定的失效概率,采用Matlab6．5语言编制了相应的计算程序．算例结果表明,用最大熵法计算水闸闸室的抗滑稳定可靠性是可行的．     

Application of isotopic information for estimating parameters in Philip infiltration model

Minimizing parameter uncertainty is crucial in the application of hydrologic models.Isotopic information in various hydrologic components of the water cycle can expand our knowledge of the dynamics of water flow in the system,provide additional information for parameter estimation,and improve parameter identifiability.This study combined the Philip infiltration model with an isotopic mixing model using an isotopic mass balance approach for estimating parameters in the Philip infiltration model.Two approaches to parameter estimation were compared:(a) using isotopic information to determine the soil water transmission and then hydrologic information to estimate the soil sorptivity,and(b) using hydrologic information to determine the soil water transmission and the soil sorptivity.Results of parameter estimation were verified through a rainfall infiltration experiment in a laboratory under rainfall with constant isotopic compositions and uniform initial soil water content conditions.Experimental results showed that approach(a),using isotopic and hydrologic information,estimated the soil water transmission in the Philip infiltration model in a manner that matched measured values well.The results of parameter estimation of approach(a) were better than those of approach(b).It was also found that the analytical precision of hydrogen and oxygen stable isotopes had a significant effect on parameter estimation using isotopic information.     

用畦灌试验资料推求土壤入渗参数的非线性回归法

本文对利用畦灌试验资料推求土壤入渗参数的Maheshwari法和Esfandiari法进行改进,把利用模式搜索技术进行参数计算,改为利用非线性回归法进行多次逼近计算,使计算工作量大大减少。实测资料的验证表明,改进后的方法具有更高的计算精度。在此基础上,本文对Maheshwari法、Esfandiari法及经过改进的算法进行了评价,认为几种算法各有优缺点,使用时应根据试验资料及观测精度选择。     

地貌学与最优化原理相结合的途径在确定Nash模型参数中的应用

本文指出了现行确定Ｎａｓｈ模型参数ｎ和Ｋ的最优化方法中存在不唯一性的缺点，在进一步认识ｎ和Ｋ的物理意义基础上，应用文献［１］中关于现行地貌瞬时单位线与概念性模型在理论上基本等价的结论，导出了ｎ与霍顿地貌参数之间的关系，提出了用最优化原理确定Ｋ的思路。     

Dobbins模型参数识别反问题的导数-正则化方法

Dobbins模型是水质模拟和水质规划中经常使用的BOD-DO耦合模型。本文即以此模型为基础，依据数学物理反问题理论，构造了BOD-DO耦合模型有关分布参数的反演问题。并与复合形优选方法进行对比，证明了本文提出的水质参数FR反演辨识方法的有效性和避免多参数时维灾问题，为水环境参数提供了新的方法和思路。     

异参离散广义Nash汇流模型及应用

在广义Nash汇流理论基础上发展而来的离散广义Nash汇流模型,概念明确,结构简单,便于应用,但模型中各线性水库的调蓄参数K是相同的,致使其在河道地形(坡降和断面形状)变化较大河段应用时有其局限性。通过引入异参瞬时单位线及其S曲线,在离散广义Nash汇流模型概念解析的基础上,推导得出了异参离散广义Nash汇流模型,从而丰富了现有广义Nash汇流理论,扩大了离散广义Nash汇流模型的适用范围。实例分析表明,由于考虑了参数K的空间异质性,异参离散广义Nash汇流模型可以进一步提高河道洪水的模拟精度。     

基于TL矩法的洪水频率分布参数估计方法优选

为分析TL矩法在洪水频率分析中的普适性,以陕北地区神木、绥德、杏河、刘家河、黄陵和志丹6个水文站的年最大洪峰流量序列为例,选取广义Pareto分布、广义极值分布和广义Logistic分布,对线性矩法、极大似然法与TL矩法3种参数估计方法进行拟合优度评估。结果表明:除杏河站用广义极值分布外,其他5个水文站的年最大洪峰流量序列用广义Pareto分布拟合效果更佳;与线性矩法和极大似然法相比,TL矩法在各水文站均表现出更佳的拟合效果,是一种洪水频率分布参数估计的较好方法。