高要水文站设计年径流计算研究

以高要水文站历史年径流序列为基础来进行设计年径流计算.在充分论证年径流序列保持一致性的基础上,以皮尔逊Ⅲ型曲线为分布线型,以离差绝对值和最小为适线准则,分别采用了矩法、概率权重矩法、线性矩法、遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法、结合矩法的最大熵原理、结合线性矩法的最大熵原理等参数估计方法,对分布函数的均值、变...     

水文频率分析计算研究——以郁江南宁站为例

以郁江南宁站1943~1990年的历年最大流量、最高水位资料为基础,进行了水文极值的频率分析计算研究。分别采用矩法、权函数法、概率权重矩法和线性矩法4种数理统计方法,并以离差平方和最小、离差绝对值和最小及相对离差平方和最小3个准则作为统计参数计算结果的评价标准。结果表明,在年最大流量和年最高水位的频率分析计算中概率权重矩法均表现最好,权函数法和矩法各有优劣、相差不大,线性矩法表现最差。针对南宁站的水文频率统计参数计算问题,建议优先选用概率权重矩法。     

广义极值分布参数估计的积分变换矩法及应用

广义极值分布包括Gumble分布、Frechet分布和Weibull分布。为了准确估计广义极值分布参数,从梅林变换角度出发,提出了一种积分变换矩法,推导了参数的计算公式。以昆明市滇池流域两个水文站年最大日降水量系列为广义极值分布参数估计实证分析例子,采用相对离差平方和方法评价参数估算精度,并与矩法比较,结果表明:积分变换矩法计算的相对离差平方和值较矩法小,说明积分变换矩法估计精度比矩法略有提高,说明积分变换矩法是有效、可行的。     

群居蜘蛛优化算法在水文频率曲线参数优化中的应用

利用一种新型群体智能仿生算法——群居蜘蛛优化算法(SSO)优化水文频率曲线参数,以云南省丽江仁里站和总管田站年径流量数据为例进行实例研究,分别将离差平方和准则(OLS)、离差绝对值和准则(ABS)以及相对离差平方和准则(WLS)作为SSO算法最优适应度函数对皮尔逊Ⅲ型分布参数进行优化,优化结果与粒子群优化算法(PSO)、矩法进行对比。结果表明:利用SSO算法优化仁里站和总管田站得到的OLS、ABS、WLS均优于PSO算法及矩法,比矩法提高了11%以上。SSO算法具有收敛速度快、全局寻优能力强等特点,基于SSO算法的优化适线法能够降低水文频率的分析误差,有效提高理论频率曲线与实测数据的拟合精度,是一种可行的水文频率分析方法。     

陕北地区年降水量频率分布参数估算研究

以陕北地区年降水量系列为基础资料,选取12种概率分布模型,分别按矩法、极大似然法估计参数,并参照离差平方和最小准则OLS进行了参数优选,最终优选出在OLS准则下的最佳分布模型、参数计算方法以及最优分布不同频率下的设计值.结果表明:在OLS准则下,对数正态分布(LN2)或广义极值分布(GEV)拟合效果好.文中计算结果可以为水利工程的规划设计与运行以及水资源管理提供依据.     

基于运动扩散模型的含零值降水序列频率计算

应用运动扩散(KD)模型,研究含零值降水序列频率计算。以陕西省6个测站2月份降水序列为例,在Strupczewski推导矩法、极大似然法参数计算公式的基础上,利用数学变换原理和数值计算原理,推导了KD模型含零值序列分布概率权重矩法参数计算公式。采用AIC准则、OLS准则和残差平方和(RSS)最小准则,进行KD模型、频率比例法和II型乘法分布模型拟合效果评价。结果表明:KD模型可以应用于含零值降水序列频率计算,且该模型拟合效果优于频率比例法和II型乘法分布法;3种KD模型参数估计方法中,概率权重矩法估计KD模型参数拟合度最优。文中方法以期为我国含零值水文序列频率计算提供一种新的计算方法。     

莫诺特类方程参数估计的最小距离平方和法

介绍了莫诺特方程线性化后的参数估计方法.通过时传统最小二乘法的分析,提出了最小距离平方和法.此方法综合考虑x及y方向离差,所求线性方程参数没有方向性,不因两个变量交换位置而改变,且计算简单.给出了计算实例并讨论了各种误差分布情况下适宜选用的参数估计方法.     

利用有限频率点据确定统计参数的方法研究

利用少数具有频率特性的点据分析其统计规律需进行线型拟合，针对点据少、频率标准不确定的特点可采取拟合统计参数法。统计参数拟合方法可利用离差平方和最小准则或相对离差平方和最小准则。通过拟合确定的统计参数可广泛应用于分析已有资料的合理性，内插其他不同频率标准的设计值等，具有精度高、应用方便、理论基础可靠等特点。     

基于R软件优化绘制皮尔逊Ⅲ型频率曲线

皮尔逊Ⅲ型(P-Ⅲ型)频率曲线是水文分析过程常用的频率分析曲线。以某水文测站47年的年径流量实测资料,根据适线法和纵向离差平方和最小准则确定最优适线参数和频率分布曲线。利用R和Notepad++软件实现了水文频率计算、拟合和制图过程,并且在拟合过程中增加自动查找最优适线参数;最终输出经验频率、统计参数初值、最小纵向离差平方和及最优频率曲线。应用结果表明:运用R软件进行水文频率分析,可以快捷、高效地计算出不同分布参数和频率曲线的离差平方和,提高了拟合精度和工作效率,降低了水文频率计算的工作量,为水文频率曲线的优化绘制提供了一种新的实现方法。     

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。     

水文频率统计参数估计方法的探讨与应用

我国水利水电工程设计洪水计算规范中规定水文分析计算采用P-Ⅲ型分布线型,一般采用矩法估计参数初值,适线法确定统计参数,因Cv的估计与矩法的阶数有关,存在一定的估计偏差,给工程设计带来一定的影响。探讨了极大似然法、概率权重矩法、权函数法、单权函数法、双权函数法、适线法等参数估计方法。以蔡家村水文站55a连续长系列年径流资料和洪峰流量资料为例探讨了7种参数估计方法的应用,并以最小二乘法分析了方法误差,提出根据抽样样本性质选择恰当的参数估计方法是目前提高设计成果精度的方法之一。     

基于修正线性矩法的流域枯水径流概率分布线型优选

为研究流域枯水径流概率分布,选择典型的塔里木河流域,采用年最小7日平均流量为枯水径流的统计特征量,利用线性矩法及修正的线性矩法参数估计,并用概率点据相关系数检验法等特征统计量进行拟合优度检验,对比分析了传统的3种三参数分布函数枯水径流概率分布曲线拟合效果。分析得出,三参数广义极值分布在塔河流域枯水径流概率分布拟合中效果最优;另在短序列情况下,用修正线性矩法进行参数估计更为合理。     

水文频率参数分析方法应用研究

对蚁群算法的原理和运算步骤进行分析后,将其应用到水文频率参数分析中,建立了基于蚁群算法的水文频率优化适线法模型。利用3个水文站年最大洪峰流量数据作为样本数据,对模型进行学习训练。试验结果表明,基于蚁群算法的优化适线法在使得离(残)差平方和(OLS)准则最小这个目标函数下,获得了P-III曲线3个参数的最优解,比常规算法结果精确度更高,同时能够克服常规算法收敛性较差问题,是一种可行的水文频率分析方法。     

西南地区暴雨强度公式的推算研究——以瑞丽市暴雨强度公式的推算为例

按年最大值法进行统计选样,并将其样本系列采用数学期望公式计算经验频率,采用数理统计学中的矩法公式初估统计参数,再以概率论中的P—Ⅲ型线型为概率模型,按离差平方和最小原则和适当照顾点线配合最佳的准则适线,计算得到9个时段不同历时暴雨量统计参数及设计暴雨量。在此基础上,分别拟合瑞丽市暴雨强度分公式和暴雨强度总公式,针对不同的暴雨重现期,分别采用总公式或分公式进行雨量的计算。     

遗传算法在P-Ⅲ型分布曲线参数估值中的应用

通过加入历史洪水等多种方案进行统计试验,较为全面地分析了遗传算法在P-Ⅲ型分布曲线参数估值中的应用问题.结果表明:基于绝对值准则的遗传算法具有良好的不偏性和有效性,统计性能优于矩法、适线法,且可以充分利用样本信息来优化参数,在设计值的不偏性上略优于线性矩法;基于遗传算法的适线求解中,绝对值准则优于平方和准则;遗传算法可以提高P-Ⅲ型分布曲线参数估值的精度,但尚需在实践中提高该方法的应用价值.     

P-Ⅲ型分布参数估计的模糊加权优化适线法

从充分利用样本信息，增强参数估计方法的稳健性和平差能力等方面考虑，首次提出了P—Ⅲ型分布参数估计的模糊加权优化适线法，通过假想水文样本和实测水文资料检验，结果表明模糊加权平方和最小二乘法的计算结果稳定，完全能达到容许误差标准。     

高斯牛顿法在皮尔逊Ⅲ型曲线适线中的应用

皮尔逊Ⅲ型曲线是水文频率计算的常用曲线,其参数的精确估计是一个难点。基于复杂非线性拟合的最小二乘法基本思想,通过绝对值准则、平方和准则和期望值公式,采用高斯牛顿法对皮尔逊Ⅲ型曲线进行参数估计,通过matlab2013a软件编程,实现皮尔逊Ⅲ型曲线的自动优化适线,寻求最优适线结果。实例应用结果表明高斯牛顿法参数估计有较好的拟合效果。     

Gumbel分布的参数估计方法的统计分析

本文通过选择Cumbel分布的分布函数形式,给出了切实可行的参数似然估计方法;并用给定分布参数的大量随机样本进行了参数估计结果的统计分析,评价了参数估计的矩法、Gumbel法、最小二乘法和极大似然法的优劣。结果表明极大似然法最优,并指出,单纯用拟合均方差及高分位拟合均方差来评价极值分布估计的优劣在样本容量较小时往往给出错误的结论。     

P-Ⅲ型曲线参数估计方法研究综述

水文频率分析以概率统计理论为基础,通过建立模型来优化理论频率曲线参数,对经验频率曲线进行延展。对P-Ⅲ型曲线参数估计的矩法、概率权重矩法、权函数法、线性矩法、优化适线法、加权适线法、数值积分算法、优化适线准则在水文频率参数估计中的研究和应用,以及水文频率参数估计的不确定性研究进行了介绍和阐述,并提出了水文频率参数估计的建议:(1)加强对水文序列不确定性机理的研究,使水文频率分析的适线结果具有较好的延展性;(2)应立足于现有的水文频率参数估计的理论基础,针对不同的适线目的和数据精度,选择合适的参数估计结果,提高人机交互水平,将客观信息和主观经验结合起来,为水利设施规划、工程规模的确定提供有力支持;(3)水文序列存在非一致性,应对水文序列的不确定性和模型参数估计的不确定性加以有效分离和衡量,进一步提高适线精度。     

优化适线法在水文频率分析中的应用

GA是基于自然群体遗传演化机制的高效、通用优化算法,具有广泛的实用性和全局优化的特点.介绍了遗传算法的原理、步骤及优点,并将它用于水文频率分析中,提出了基于遗传算法的优化适线法.试验结果表明,基于遗传算法的优化适线法所得P-Ⅲ曲线的3个参数,在使得离差平方和最小这个意义上达到了最优,同时能克服目估适线结果因人而异的随意性,是一种简单实用的水文频率分析工具.