变化环境下考虑不确定性的洪水频率计算

发布时间：2020-06-06 23:16

【摘要】：洪水频率分析是推求设计洪水的核心环节,是水利工程设计、运行、管理的依据。本文为了获得可靠的洪水频率计算结果,在气候变化和人类活动双重影响的背景下,通过综合考虑洪水频率分析中的众多不确定性来源进行计算。首先对变化环境下的洪水序列进行非一致性成分的识别与诊断,其次对非一致性序列进行重构,最后对重构后序列进行考虑不确定性的洪水频率计算,主要从以下三个方面展开:(1)变化环境下洪水序列变异诊断。采用水文变异诊断系统分三步进行诊断,主要分为:初步诊断、详细诊断和综合诊断。以汉江上游流域石泉站和安康站的年最大洪峰流量资料为例,计算结果表明:石泉站序列未发生变异,安康站序列于1987年发生跳跃变异。(2)变化环境下的洪水序列重构。根据上步变异诊断结果建立非一致性洪水序列重构体系,基于“分解-合成”的思路对洪水序列进行重构。针对确定性成分为趋势成分的洪水序列采用小波分析等方法进行识别及剔除;针对确定性成分为跳跃成分的洪水序列采用中心化等方法来处理;针对确定性成分为多种成分的洪水序列采用水文模型法来计算。收集大量的资料来验证该体系,结果证明,重构后序列一致性均较好,选用方法合理。(3)考虑多重不确定性因素的洪水频率计算。本文分别考虑洪水频率计算过程中样本抽样、线型选择和参数估计的不确定性,探索了一种综合考虑三者不确定的洪水频率计算方法。该方法以考虑线型和参数不确定性的洪水变量的概率密度函数为基础,通过Bootstrap法生成大量的模拟样本组来考虑样本抽样的不确定性,给出了综合考虑三者不确定性的洪水变量的概率密度函数,并进行积分,推导出综合考虑三者不确定性的设计洪水值的求解公式。以石泉站和重构后安康站的年最大洪峰流量序列为例,结果表明:随着设计频率的降低,设计洪水值的不确定性随之升高;在相同的设计频率下,综合考虑三者的不确定性,能够更为全面的考虑洪水频率计算中的不确定性,提供可靠的设计值结果。
【图文】：

示意图,示意图,水文,汉江上游

1 绪论和 8 月的降水量略有增加，因此导致该时期的暴雨洪水发生的可能性增大，洪水性可能发生改变。另外，由于封山育林政策的实施，汉江上游流域的下垫面条件，，林地覆盖面积增加，对流域内水文物理机制过程产生了影响，此外，一些水利建也改变了流域内的水文物理特性[73-74]。部分学者的研究结果表明：气候变化和对汉江上游的水文物理机制产生了较大的影响。因此，有必要对该研究区域的水行变化环境下的研究分析。

路线图,研究技术,路线图,序列

1 绪论线技术路线如下：首先，对洪水序列采用变异诊断系统进行诊断，判若发生变异则识别出序列中的确定性成分类型；其次，基于诊断重构，对发生趋势变异的序列采用小波分析等方法进行重构，对发中心化等方法进行重构，对发生多成分变异的序列采用水文模型序列进行一致性检验；最后，对重构后序列采用考虑样本抽样、线确定性的洪水频率计算方法进行计算，得到可靠的设计值的点估路线图如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV122

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