P-Ⅲ分布高阶概率权重矩及其在洪水频率分析中的应用

研究高阶概率权重矩法在洪水频率计算中的应用。采用变量变换,推导了P-III分布高阶概率权重矩计算公式。以陕北7站年最大洪峰流量为例,研究了概率权重矩阶数不同值下P-III分布的参数计算,并评价相应理论频率曲线对实测系列较大值的拟合效果和设计值的计算误差。结果表明,与常用的概率权重矩和GEV分布的高阶概率权重矩法相比,P-III分布的高阶概率权重矩法具有对洪水序列较大值拟合效果好、能显著降低设计值误差等优点,适用于我国的洪水序列频率分析计算,尤其在改善理论频率曲线中上部的拟合效果及提高大洪水的估计精度等方面具有一定优势。     

改进的矩法在洪水频率分析中的适用性研究

传统矩法估计的Cs具有较大的抽样误差；目估适线法作为工程设计中广泛采用的方法，其估计值偏大；极大似然法所估计的参数具有较好的无偏性与有效性，但实际生产中应用较繁锁。探求一种能为工程设计人员所采用的参数估计方法是必要的。作者在国内外学者理论研究的基础上，推荐采用一种近似无偏的Cs修正式称为改进的矩法，并直接用于洪水估计；通过与目估适线法比较，改进的矩法与极大似然法的估计值很接近，同样具有近似无偏性和有效性，是适用于工程设计的一种短法估计方法。     

基于高阶线性矩法的洪水设计值研究

为了提高大重现期洪水设计值计算精度,研究高阶线性矩法在洪水频率分析计算中的应用。应用蒙特卡洛试验研究不同阶线性矩的统计特性和对设计值的影响。以陕西省5个测站年最大洪峰流量序列为例,进行广义极值分布高阶线性矩的参数估计,评价拟合效果和设计值的计算偏差。结果表明,高阶线性矩法具有良好的统计特性;与普通线性矩法比较,高阶线性矩法能更好拟合洪水序列的大洪水值,且设计值估计偏差小。因此,高阶线性矩法是一种合理可行的参数估计方法,以期为大重现期设计洪水值的计算提供依据。     

中小河流纳希综合单位线研究

根据广西集水面积从７８．５￣１６６０ｋｍ＾２中小河流共２８条的洪水资料，分析各河流的纳希单位线，而的给出希单位线参数ｋ、ｎ、Ｃｖ与集水面积、流域形状系数关系，可进行一整套的纳希综合单位线计算，方法很简便，易于掌握操作。经懿 实测洪水复核验标，误差一般都在允许范围１０％左右     

洞庭湖流域洪水遭遇规律研究

研究洪水遭遇事件对防洪减灾具有重要意义。目前对于多源洪水遭遇的研究局限于多维非对称型Archimedean Copula,存在公式推导复杂、参数多及拓展性差等缺陷。本文引入椭圆Copula,分别建立洞庭湖流域多源洪水发生时间、时间-量级和过程遭遇模型,推求多情景下多源洪水遭遇概率,全面揭示了流域洪水发生时间、量级和过程的遭遇规律,探明了多源洪水过程遭遇时滞规律,并将模型估计结果与历年同步洪水资料的统计结果进行比较。结果表明,所提模型计算结果符合洪水发生的一般规律,并与实测资料的统计结果基本吻合,保证了分析结果的可靠性和合理性,可为提高流域防洪能力、保障防洪对象安全提供科学依据和有效支撑。     

面平均雨量的系统响应曲线修正方法及其在富春江流域洪水预报中的应用北大核心CSCD

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响。点雨量测量值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算,这种误差的影响在雨量站个数较少的大流域尤为明显。为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法。此方法将水文模型作为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值作为信息,通过降雨系统响应曲线,采用最小二乘估计方法,对面平均雨量进行修正,再使用修正后的面平均雨量重新计算出流过程。将此修正方法与新安江模型相结合,首先使用理想案例进行检验,然后将此方法应用于浙江富春江流域实时洪水预报中,通过2010—2014年间的14场历史洪水的应用检验,结果表明该方法具有明显修正效果,是一种结构简单、不增加模型参数且不改变预报模型结构的实时洪水预报修正的新方法。     

面平均雨量的系统响应曲线修正方法及其在富春江流域洪水预报中的应用

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响。点雨量测量值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算,这种误差的影响在雨量站个数较少的大流域尤为明显。为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法。此方法将水文模型作为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值作为信息,通过降雨系统响应曲线,采用最小二乘估计方法,对面平均雨量进行修正,再使用修正后的面平均雨量重新计算出流过程。将此修正方法与新安江模型相结合,首先使用理想案例进行检验,然后将此方法应用于浙江富春江流域实时洪水预报中,通过2010—2014年间的14场历史洪水的应用检验,结果表明该方法具有明显修正效果,是一种结构简单、不增加模型参数且不改变预报模型结构的实时洪水预报修正的新方法。     

高阶概率权重矩法在广义Pareto分布参数估计中的应用

广义Pareto分布常被用作超定量洪水系列频率分析的拟合线型。已有研究表明高阶概率权重矩能够用于广义极值分布和Pearson-III型分布的参数估计,但尚缺少采用高阶概率权重矩法估计广义Pareto分布函数的研究。本文基于广义Pareto分布,推求了广义Pareto分布高阶概率权重矩的计算方法,提供了采用高阶概率权重矩估计其分布参数的方案。统计试验表明,阶数等于0时的高阶概率权重矩法与概率权重矩法的估参效果近似无偏,二者均比传统的矩法具备更高的参数估计精度。对长江宜昌站(1946—2004)超定量洪水系列的分析表明,高阶概率权重矩法估参结果对应的广义Pareto曲线能够较好地拟合经验频率分布,特别是稀遇频率洪水段。     

基于DEM的新疆无资料地区设计洪水计算

受新疆地区自然和人文条件的限制,时间与空间上的资料匮乏一直是项目设计洪水计算的难点。为解决新疆设计洪水计算无资料的限制,本文对新疆地区水文一致区、基于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)提取流域特征参数进行了研究,并采用分区经验公式与调蓄经验单位线两种方法以计算出不同频率的设计洪水,并依托编制的自动化计算软件可以便捷地完成流域参数特征提取及计算研究区域的设计洪水,提高计算效率与精度。     

指数Gamma分布参数估计方法对比研究

鉴于指数Gamma分布在水文频率分析中的优越性,探讨了6种常见的参数估计方法在该分布下的应用情况。选取安康、花竹、临江、彭水、珊溪和武胜6个水文站的年最大洪峰资料,对考虑历史资料的年最大洪峰序列进行频率计算,应用蒙特卡洛试验研究优化适线法、矩法、混合矩法、线性矩法、极大似然法和基于最大熵理论普通熵法的统计性能以及设计值的精度,分析上述6种方法下指数Gamma分布与经验点据的拟合情况。采用AIC准则和均方根误差RMSE为评价标准进行拟合效果评估,计算结果表明,优化适线法和线性矩法在洪水频率分析中取得了理想的拟合效果,优化适线法与线性矩法作对比研究,能够更好的确定研究区最合适的参数估计方法。     

基于JC法的设计洪水地区组成研究

设计洪水地区组成是水利水电工程规划设计中的一个重要研究课题。本文将结构可靠度计算中的JC法引入,用于上游有水库调节的设计洪水地区组成的分析和计算,并结合典型洪水过程推求了设计断面的洪水过程线。该方法在求解洪水最不利地区组成的同时计算断面设计洪水的风险,不但能较好地考虑水库及区间对下游设计断面洪水的影响,而且弥补了现有方法不能计算设计洪水风险的不足,开辟了一条研究设计洪水地区组成的新途径。     

波动系数与洪水预报抗差效果关系分析

水库入库流量,通常通过实测库水位、出库流量和库容曲线反推求得,多呈锯齿形波动过程,弓j入波动系数反映波动程度强弱.洪水水位观测误差大,常产生大的、不服从正态分布的流量误差,大大影响洪水预报实时校正效果,研究提出的实时洪水抗差预报方法结合了抗差理论和抗差估计方法,可以有效抵御这种非正常信息的影响,将其应用到10个水库流域,分析结果表明,波动系数与洪水预报抗差效果间存在正比关系.波动系数越大,洪水抗差效果越显著.     

基于多准则的城市雨洪模型不确定性分析方法

提出了一种基于多准则的城市雨洪模型参数不确定性分析方法。通过采用距离函数方法整合多个目标函数,该方法能够对洪峰、洪量和洪水过程等多个城市洪水过程要素进行综合考虑。将该方法应用于北京市大红门排水片区SWMM模型的不确定性分析,并与传统单准则方法的结果进行了对比及分析。结果表明,单一目标函数无法全面描述城市洪水特征;多准则方法在覆盖率相似的同时,不确定区域显著降低。在率定期,多准则相较于单准则不确定性区间的带宽减少了3.57 m3/s,偏差减少了3.04 m3/s;在验证期不确定性区间的带宽减少了3.38 m3/s,偏差减少了7.25 m3/s。而且其中值预报显著优于单准则方法。     

密云水库动态汛限水位分析

本文探讨一种新型的、动态的汛限水位控制方法，并以此方法对密云水库汛限水位进行计算分析。滑动汛期水位在多年资料基础上，通过统计汛期中每日为起点的最大来水量，求出固定频率的设计来水量，选择合适的典型洪水过程线进行调洪计算后得到每天的汛限水位。相对于常规的年最大法，动态汛限水位有效地节约了水资源。     

考虑峰型及其频率的洪水随机模拟方法研究

现有洪水模拟方法仅考虑了洪峰、洪量及洪水历时三者间的相关性,并未考虑洪水特征量对于洪水过程线形状的影响。鉴于此,本文提出一种考虑峰型及其出现频率的洪水随机模拟方法,在洪峰、洪量、洪水历时的基础上,引入峰型系数及峰现时间,通过Copula函数构建上述特征量的联合分布函数并进行特征量随机模拟,通过贴近度计算得到与随机模拟的特征量最接近的代表性无量纲洪水过程线类型,进而将两者融合得到完整洪水过程线,并应用于防洪调度仿真计算。大隆水库的实例计算结果表明,本文洪水模拟方法全面考虑了影响洪水过程的诸多因子,模拟结果中各峰型出现频率接近天然洪水,防洪风险率与实际相差不大,对于水库调度方案制订及风险分析具有重要意义。     

推求谢尔曼单位线的逐步滤波优化方法

从1932年谢尔曼提出单位线概念至今,谢尔曼单位线一直是水文预报员解决规律复杂的流域汇流的基本方法。笔者对目前常用的单位线推求方法及存在的问题进行了分析,并提出了的逐步滤波优化方法。文章给出了逐步优化方法的目标函数及约束条件,阐述了滑动平均滤波器和滑动多项式滤波器原理,并介绍了运用逐步滤波优化方法推求单位线计算流程。笔者采用该方法对不同流域水系的谢尔曼单位线进行了率定,在实际应用中取得了较好的效果。     

利用区域流量历时曲线模拟东江流域无资料地区的日径流过程

根据流量值与流域空间特征值之间的相关关系来构建区域化流量历时曲线,以流量历时曲线取代常规的流量过程作为流域降雨径流模型参数优化的目标函数,分析该方法的可行性与模拟精度。由东江流域中的11个子流域所组成的研究区域能得到精度良好的区域化流量历时曲线,以TOPMODEL模型作为流域降雨径流模型,用区域化流量历时曲线作为优化目标函数,验证流域星丰和岳城的计算结果表明该方法是可行的,能得到较为满意的模拟精度,可以将该方法应用于广大的无资料地区推求日径流过程。     

Excel函数在小流域洪水计算中的应用

在电力工程设计的水文计算工作中,通常需要计算设计洪水,常规采用手工方法计算,计算繁冗,工作量很大。应用Excel函数功能,计算小流域洪峰流量、绘制洪水过程线,只要经过一些简单设置,即可完成。此方法简单、实用。     

刘家峡水库汛期动态防洪限制水位论证研究

效益的增加不能以风险的提高为代价,科学合理地制定并从风险与效益两个方面论证刘家峡水库的动态防洪限制水位是非常必要的。据国家防总发布的《水库汛限水位动态控制试点工作意见》,基于现有黄河上游电站的工程条件和技术资料,在龙羊峡~刘家峡两库联合调度的基础上,采用库容补偿方法,探讨一种以旬为单位的动态汛限水位控制方法,建立动态汛限水位过程线,并进行其风险与效益分析论证。实例研究表明:该动态汛限水位过程线可操作性强,使用方便,在满足设计防洪标准要求的前提下,前汛期不必过早地降低水库水位,后汛期又可较快地抬升水库水位,不仅能够提高水头效益,而且更容易抓住时机尽早蓄水,提高水库蓄满率,增加发电效益。     

水库分期汛限水位的优化设计研究

水库分期汛限水位方法利用洪水的季节性特征,能有效地缓解水库汛期防洪和兴利间的矛盾。从分期频率和年频率的关系出发,探讨现行分期汛限水位方法往往不能达到指定防洪标准的问题,指出分期汛限水位设计中存在的最优性。在不降低水库防洪标准的前提下,基于分期设计洪水调洪演算结果,提出了优化设计分期汛限水位的模型与解法;结合五强溪水库分期汛限水位设计实例,说明了分期汛限水位优化设计模型通过稍微降低主汛期的汛限水位,可获得一定的防洪效益,换取汛前期、汛末期汛限水位的较大幅度抬高,从而提高水库整个汛期的兴利效益,在不降低水库防洪标准的前提下,实现洪水资源利用率的最大化。