径流时间序列长记忆特性的分析

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1、分类号学号M200973263学校代码10487密级硕士学位论文径流时间序列的长记忆特性分析学位申请人：谢俊学科专业：水利水电工程指导教师：袁晓辉教授答辩日期：2012年2月ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonlongmemorycharacteristicofrunofftimeseriesCandidate:XieJunMajor:WaterConvervancy&Hydro

2、powerEngeeringSupervisor:Prof.YuanXiaohuiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用

3、授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，不保密□。在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要河川径流是水资源中最主要的组成部分，是水资源科学管理、综合利用等方面的重要依据。人类社会、经济的发

4、展以及周边生态环境的变化都离不开径流的影响。河川径流的形成是一个十分复杂的过程，其影响因素（如降雨、气候、气温、下垫面、蒸发、植被覆盖以及人类活动等）往往具有不确定性，因此径流时间序列也表现出明显的季节性、滞后性、自相关性等非线性特征。如何在现有的资料基础上，充分挖掘和研究河川径流的演化规律有着十分重要的理论意义和现实意义。本文以河川径流的演变规律为核心，并以黄河上游龙羊峡水文站月径流数据为例，对径流时间序列的长记忆性进行了深入的研究，取得的主要成果有：1.对径流时间序列的做了去季节性处理，并对一些基本统计信息进行了分析。运用滑动平均法对原始径流序列进行

5、了去季节性处理，并从峰度、偏度等角度对序列的正态性进行了检验。介绍了时间序列的平稳性，异方差性，并分别通过ADF单位根法以及ARCH-LM法对研究对象进行了相关检验，最终得出结论：经过去季节性处理后的龙羊峡站月径流时间序列不服从正态分布，具有平稳性和明显的异方差性。2.河川径流的长记忆性分析。从序列自相关函数的角度对长记忆性进行了定义，分析了引起长记忆性的主要原因——系统结构性突变。基于此，分别通过经典R/S分析法（重标级差分析法）和修正R/S分析法对其进行了长记忆性检验，并运用ICSS（累积平方和）算法对径流序列做了结构突变分析，有效的证实了径流时间序

6、列结构突变和长记忆性的存在。3.河川径流时间序列的长记忆性建模。分别介绍了基于短记忆特性的GARCH（广义滑动平均条件异方差）模型和基于长记忆性的FIGARCH（分整增广滑动平均条件异方差）模型。利用长短记忆模型对月径流序列进行建模分析，分别从样本拟合优度、极大似然函数和模型残差去异方差性的角度对两种模型的优劣进行了比较，并得出了具有长记忆的FIGARCH模型能够更好的反映径流的变化规律，为研I华中科技大学硕士学位论文究径流时间序列的动力学特性提供了一种新的方法。关键字：径流时间序列长记忆性重标级差分析法分整广义条件异方差模型II华中科技大学硕士学位论文

7、ABSTRACTRiverrunoffisthemostimportantcomponentofwaterresources.Itisoneofthemostimportantbasisinthescientificmanagementandcomprehensiveutilizationofwaterresources.Thehumansociety,thedevelopmentofeconomyandthechangeofthesurroundingtheecologicalenvironmentareinseparablefromtheinfluen

8、ceofrunoff.Theformationofrunoffis