Copula函数与信息熵理论在洪水多元分析和径流随机模拟中的研究

发布时间：2022-09-17 15:18

　　水文多变量分析和水文序列随机模拟能够很好地描述复杂水文事件,可为水利工程规划、运用提供科学依据,在水利工程设计中具有重要作用。Copula函数能够灵活地联结两个或多个变量,推求联合分布,适用于分析洪水、暴雨、干旱等水文极值。信息熵作为衡量系统不确定性的高效度量,常被用于模拟水文变量的概率分布。论文主要基于copula函数推求洪水序列、年径流序列的多种联合分布,讨论序列长度对copula模型模拟结果的不确定性影响,建立基于信息熵理论的月径流随机模型,旨在为水文序列分析和随机模拟提供新思路。论文选用水文中常用的Archimedean copula函数（Clayton copula, Frank copula和Gumbel-Houggard （G-H） copula）,推求了黄河三门峡站和花园口站的年最大洪峰流量序列与年径流序列的五种联合分布,即两站年最大洪峰流量的联合分布、三门峡站年最大洪峰流量与峰现日期的联合分布、花园口站年最大洪峰流量与峰现日期的联合分布、两站峰现日期的联合分布、两站年径流的联合分布。采用拟合最优的copula函数所推求的联合分布分析了两站洪水遭遇风险,进而计算出两站每... 

【文章页数】：97 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水文多变量分析研究进展
        1.2.2 Copula函数在水文多变量分析中的研究进展
        1.2.3 序列长度对copula建模不确定性影响研究进展
        1.2.4 水文随机模拟的研究进展
        1.2.5 信息熵理论在水文随机模拟中的研究进展
    1.3 论文研究思路
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 Copula函数和信息熵理论
    2.1 本章引言
    2.2 copula函数
        2.2.1 Copula函数基本概念
        2.2.2. Copula函数参数率定
        2.2.3 Copula函数拟合程度检验
    2.3 信息熵理论
        2.3.1 信息熵基本概念
        2.3.2 Shannon嫡
        2.3.3 最大熵原理
第三章 基于copula函数的洪水径流多变量分析
    3.1 本章引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 von Mises分布
        3.2.2 边缘分布
        3.2.3 copula函数选择
    3.3 实例：黄河三门峡站和花园口站典型洪水径流分析
        3.3.1 流域概况
        3.3.2 数据选取
        3.3.3 copula函数优选
        3.3.4 结果分析与讨论
    3.4 本章小结
第四章 序列长度对copula建模的不确定性影响
    4.1 本章引言
    4.2 研究方法
        4.2.1 Archimedean copula模型
        4.2.2 Copula模型拟合效果检验
        4.2.3 边缘分布的率定和回归周期计算
    4.3 实例：长江寸滩站和宜昌站案例分析
        4.3.1 流域概况
        4.3.2 数据选取
        4.3.3 copula函数优选
        4.3.4 结果分析与讨论
    4.4 本章小结
第五章 基于最大熵原理的月径流随机模拟
    5.1 本章引言
    5.2 研究方法
    5.3 实例：最大熵原理模拟黄河花园口月径流过程
        5.3.1 流域概况
        5.3.2 数据选取和参数率定
        5.3.3 结果分析与讨论
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文结论
    6.2 主要创新点
    6.3 不足与展望
参考文献
致谢
个人简历与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]变化环境下西江北江枯水流量联合分布分析[J]. 陈子燊,黄强,刘曾美.  水科学进展. 2015(01)
[2]基于多变量概率分析的珠江流域干旱特征研究[J]. 肖名忠,张强,陈晓宏.  地理学报. 2012(01)
[3]最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型在年径流随机模拟中的应用[J]. 赵丽娜,宋松柏,肖可以,王剑峰.  水利学报. 2011(08)
[4]秦淮河流域中游地区两变量洪水风险分析[J]. 罗贤,许有鹏.  自然灾害学报. 2011(04)
[5]长江上游寸滩站2010年“7.19”洪水预报分析[J]. 张世明,王晓凤,张亮.  人民长江. 2011(06)
[6]基于Copula函数的新疆极端降水概率时空变化特征[J]. 张强,李剑锋,陈晓宏,白云岗.  地理学报. 2011(01)
[7]南水北调中线降水丰枯遭遇风险分析[J]. 康玲,何小聪.  水科学进展. 2011(01)
[8]长江和清江洪水遭遇风险分析[J]. 闫宝伟,郭生练,陈璐,刘攀.  水利学报. 2010(05)
[9]感潮地区暴雨和潮水位遭遇组合的涝灾风险[J]. 刘曾美,吴俊校,陈子燊.  武汉大学学报(工学版). 2010(02)
[10]区间暴雨和外江洪水位遭遇组合的风险[J]. 刘曾美,陈子.  水科学进展. 2009(05)



本文编号：3679473