极值统计模型在大渡河流域暴雨频率分析中的应用

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1、硕士学位论文极值统计模型在大渡河流域暴雨频率分析中的应用ApplicationofExtremumStatisticalModelforRainstormFrequencyAnalysisintheDaduRiverBasin国家重点基础研究发展计划课题：“梯级水库群风险预警与应急处置机理”（2013CB036406）国家自然科学基金资助项目：“基于区域水循环的土壤水资源数量评价方法研究”（51409246）江苏省自然科学基金资助项目：“变化环境条件下大尺度土壤水资源数量评价”（BK20130178）资助作者：陈争杰导师：朱奎副教授中国矿业大学二〇一五年六月中图分类号P333学

2、校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文极值统计模型在大渡河流域暴雨频率分析中的应用ApplicationofExtremumStatisticalModelforRainstormFrequencyAnalysisintheDaduRiverBasin国家重点基础研究发展计划课题：“梯级水库群风险预警与应急处置机理”（2013CB036406）国家自然科学基金资助项目：“基于区域水循环的土壤水资源数量评价方法研究”（51409246）江苏省自然科学基金资助项目：“变化环境条件下大尺度土壤水资源数量评价”（BK20130178）资助作者陈争杰导师朱奎副教授申请学位

3、工学硕士培养单位资源学院学科专业水文学及水资源研究方向水文频率分析答辩委员会主席陈忠胜评阅人张升堂、刘丽红二○一五年六月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本研究及学位论文是在我的导师中国矿业大学资源学院朱奎副教授以及中国水利水电科学研究院水资源所鲁帆高工的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感

4、染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，朱老师和鲁老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，矿大水文所的各位同学以及中国水科院的各位师兄师姐不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向你们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；你们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢我的鲁帆老师和张冬冬师兄，这篇论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你们开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室。感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我

5、共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。我们在一起的日子，我会记一辈子的。在此祝大家前程似锦。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！摘要暴雨和洪水是非常典型的极值事件，发生频率小，然而一旦发生却有巨大影响。相对于一般样本，它们的观测数据比较缺乏，这导致频率分析中分布参数和分

6、位数的估计存在较大的不确定性。极值统计是专门研究很少发生，然而一旦发生却有巨大影响的随机变量极端变异性的建模及统计分析方法，它能够评估极值事件风险，在水文、气象、地震、保险和金融等领域有广泛的应用前景。与传统统计学研究相比，极值统计的发展历史相对较短，至今还在不断发展之中。大渡河是长江上游的主要支流之一，流经川西暴雨区，暴雨频繁。本文选择大渡河为典型流域，研究极值统计建模方法在暴雨频率分析中的应用效果。本文主要研究内容及结论如下：（1）根据大渡河气象站点降水资料，选取大渡河流域中下游龙头石-瀑布沟梯级水库间集水区域，运用不同的空间降水插值方法进行流域降水插值。在考虑高程及不同流

7、域的情景下，在高程起伏变化大的地区，Kriging插值计算结果较大；而在高程变化小的地区，不同插值方法的插值结果由大到小的次序为：IDW>LP>GP>Kriging>RBF。综合不同插值比较，可以得出在大渡河中下游流域，IDW插值结果较符合实际降雨。（2）介绍了极值统计方法中的GEV分布和GPD分布模型，分别运用GEV分布和GPD分布模型分析极端降雨频率，计算不同重现水平的估计值及置信区间。GEV分布和GPD分布在大渡河中游流域都拥有较好的模拟。不同重现水平的GEV分布和GPD分布模型估计值