30608.基于copula函數的黃河下游水位概率預報初步研究

1、摘要基于Copula函數的黃河下游水位概率預報初步研究學科名稱：干旱環(huán)境生態(tài)學作者姓名：張曉芳導師姓名：秦毅教授作者簽名：導師簽名：摘要黃河下游近十幾年來由于主河槽淤積致使河道過流能力大大降低，洪水位升高，河勢擺動，防汛安全不容忽視。而且黃河下游屬于變動河床，河床沖淤劇烈，水位變化無常。對于這樣的特殊河道，僅有流量預報還不能滿足防洪的需要，還必須同時進行洪水位預報，目前常用的確定性水位預報由于不適應水位的隨機變化，表現(xiàn)出極大的不確定性，

2、存在精度低、預見期短或者無預見期等問題。針對該問題，本論文從研究隨機現(xiàn)象出發(fā)，以黃河下游夾河灘站為對象，建立了以Copula函數為基礎的水位條件概率預報模型，并對模型進行檢驗。研究成果對黃河下游水位預報有一定的意義，其主要研究內容和結論如下：1對夾河灘站的年際年內水位流量關系變化特點進行分析，結果表明：水位流量關系不僅存在年際間的差異；年內同流量下水位也不相同，次洪的水位流量關系多呈現(xiàn)顯著的順時針繩套關系。復雜多變的水位流量關系實質上是

3、來水來沙條件和邊界條件相互作用的綜合反映，其影響因素主要有來水來沙特性，前期河底高程，斷面形態(tài)，漫灘流量，洪水過程形態(tài)，河勢變化等。2通過初步相關分析，認為洪峰水位與洪峰流量，前8小時水位、水面寬和斷面面積相關關系顯著，為便于計算，采用主成分分析對四個因子進行綜合，得到兩個主成分。在此基礎上分別建立二維Copula、三維Copula，其中二維Copula采用相關指標法率定參數，結果表明NO12Copula擬合優(yōu)度最佳。三維Copula的

4、率定采用兩步法，首先采用參數方法和非參數核密度方法進行邊際變量的估計，并進行比較，然后采用極大似然法率定Copula函數的參數，結果表明在非參數估計基礎上建立的GHCopula為最優(yōu)多元聯(lián)合概率分布形式。3利用模型對夾河灘(二)站1994年之后的洪水進行預報檢驗，結果表明：率定出的Copula函數都能較好的擬合經驗聯(lián)合頻率，給定條件時的理論條件概率能反映經驗條件頻率的變化趨勢，雖然值不一定完全相等，而且兩變量的檢驗結果要比三變量的好，由