水文极限分析研究进展

《水文极限分析研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水文极限分析研究进展许月萍，徐晓，童杨斌，出烽（浙江大学水文与水资源研究所）摘要：木文总结了国内外水文极限分析的最新研究进展。对水文极限分析的基木理论进行了介绍，阐述了水文极限分析的研究进展，讨论了尾部预测问题、基于物理过程特性的水文极限分析研究、环境变化的影响及不确定分析四个今后研究的重点。关键词：水资源保护；水文极限分析；尾部预测；不确定性；非平稳频率分析中图分类号:TV122.5AdvancesinextremehydrologicalanalysisXUYueping,XUXiao,TO

2、NGYangbin,TIANYe（InstituteofHydrologyandWaterResourcesEngineering,ZhejiangUniversity）Abstract:Newadvancesinhydrologicalextremeanalysisaresummarizedinthispaper・Thebasictheoryofhydrologicalextremeanalysisisintroducedandprogressisdescribed.Fourresearchf

3、ocusesinhydrologicalextremeanalysis,ie,tailestimation,frequencyanalysisresearchbasedonphysicalcharacteristics,impactofenvironmentalchangeanduncertaintyanalysisarediscussed・Keywords:waterresourcesprotection;extremehydrologicalanalysis;tailestimation;u

4、ncertainty;nonstationaryfrequencyanalysiso引言口然和社会经济产牛的变化对水资源的管理产生极人的影响，如气候变化导致水文极限事件发生的概率和强度都发生了变化。所谓水文极限分析，是对一些极端现象如干旱、洪水、风暴潮进行分析的过程，正确掌握水文极限出件发生的机理，对防灾减灾、工程设计和安全复核都至关重耍。资料表明，在过去的儿十年里，极端事件引起的全球口然灾害造成的经济损失增加了儿倍⑴。基于此，有关水文极限分析的研究一玄受到人们的重视。本文基于国内外的相关研究成

5、果，探讨水文极限分析的基木理论、研究进展以及今后研究的巫点和展望。1水文极限分析的基本理论1.1传统水文频率分析水文极限计算通常用频率分析來实现，传统的频率分析方法利用i些观测或合成数据來拟合某个特定的概率分布函数，因其计算简单、方便，在水文工程设计屮的应用非常广泛。传统频率分析有儿个重要假设，分别是：1）样木的独立性；2）样木的平稳性；3）样本服从同一分布。只有遵循这几个假设，才能保证水文频率分析成果的质量。频率分析的两人卞耍内容包括：1）分布线型/概率模型的选取分布线型的探求一直是水文频率分

6、析屮一个争论性很强的话题。水文随机变量的分布目前仍未有定论，只能以某种理论线型代替，而在传统频率分析中，这些线型是根据经验资料从数学的己知频率函数中选出來的，并不是从水文现彖的物理性质推导得出的。据不完全统计，当前吐界上用于降雨和洪水计算的分布线型冇20多种，如皮尔逊III型曲线（P-III,中国）、广义极值分布（GEV）和极值II、极值III型分布（英国）、广义逻辑分布（GL,英国）、对数皮尔逊III型曲线（LP-II1,美国）、耿贝尔分布（印基金项目:教育部博士点基金项目（2（X）80335

7、1029）；科技部国际科技合作计划（2010DFA24320）作者简介：许月萍（1975-）,女，浙江诸腔，副教授，博士，主要从爭水文水资源研究.E-mail:E-mail:yuepingxu@zju.edu.cn度）、K-M分布（前苏联和东欧）及三参数对数止态分布型（日本）［2］。2）参数佔计方法的选取参数估计是水文频率分析的另一重要内容。常用的参数估计方法有适线法（又称配线法）、常规矩法、权函数法、概率权重矩法、模糊数学法以及线性距法。适线法是我国应川较多的一种参数估计方法，包括H估适线法和

8、优化适线法沥种。IJ1J者需要依靠经验，而后者有适线准则，依赖于优化算法的好坏，如搜索法、解析法和最近出现的神经网络和遗传算法⑶。线形矩法则出现较晚，但应川甚广，如许川萍等⑷将线性矩法用于无资料小流域设计洪水的计算，发现比常规矩法的计算结果不确定性小。权函数法是另一种常川的参数估计方法，与线性矩法及概率权重矩法相比，H而的权函数法仍需处理样本的二阶矩运算。然而，传统频率分析方法在外延上存在较人的问题，也即分布函数的尾部预测（极限事件预测）不确定性较大，対大坝风险分析的影响尤为严重。1.2极值理论