計(jì)算統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在洪水資源利用的風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用研究.pdf

1、在系統(tǒng)闡述洪水資源利用、風(fēng)險(xiǎn)管理和新興的計(jì)算統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念和理論以及研究進(jìn)展基礎(chǔ)上，提出了水庫洪水資源利用風(fēng)險(xiǎn)管理的基本框架。以水庫分期汛限水位實(shí)現(xiàn)洪水資源利用時(shí)的防洪風(fēng)險(xiǎn)作為研究對象，對設(shè)計(jì)規(guī)劃階段防洪風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入的研究。
　　 在風(fēng)險(xiǎn)識別研究中，首先通過在各種計(jì)算方案下，公式計(jì)算、自助法和MC逼近方法估算P-Ⅲ的(-x)、Cv和Cs的標(biāo)準(zhǔn)差和置信區(qū)間的分析比較，驗(yàn)證了自助法的有效性。

2、然后利用自助法、Copula函數(shù)和隨機(jī)模擬方法分析和估算庫容、庫面積和泄流能力、頻率分析和設(shè)計(jì)洪水、隨機(jī)模擬模型中模型參數(shù)估計(jì)、模擬序列的隨機(jī)性和模型等因子的不確定性，并通過它們對調(diào)洪高水位或者風(fēng)險(xiǎn)率的影響進(jìn)行防洪風(fēng)險(xiǎn)識別。結(jié)果表明：設(shè)計(jì)洪水中的時(shí)段量估算和隨機(jī)模擬模型中參數(shù)估計(jì)的不確定性是主要的不確定性因子，而這兩個(gè)不確定性都來源于抽樣誤差；自助法、Copula函數(shù)和隨機(jī)模擬等計(jì)算統(tǒng)計(jì)學(xué)方法用于風(fēng)險(xiǎn)識別是可行、有效的，在風(fēng)險(xiǎn)識別中具有

3、一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
　　 在風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)研究中，建立了線性相關(guān)、秩相關(guān)、輾轉(zhuǎn)相關(guān)和峰量同頻率入庫洪水隨機(jī)模擬模型四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)模型。它們既能很好地保持峰量的相關(guān)關(guān)系又能很好地保持峰量的統(tǒng)計(jì)特征，計(jì)算出的風(fēng)險(xiǎn)率也較合理。結(jié)果表明利用峰量相關(guān)關(guān)系來模擬入庫洪水是可行的；秩相關(guān)模擬是可以應(yīng)用于相關(guān)變量的隨機(jī)模擬中；且考慮到秩相關(guān)具有分布自由、單調(diào)增變換的不變性和可以描述非線性相關(guān)關(guān)系等穩(wěn)健特性，可以采用秩相關(guān)來描述總體服從非正態(tài)分布且各變

4、量間非線性相關(guān)的變量間的復(fù)雜關(guān)系。
　　 在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)研究中，構(gòu)造了一年中各分期中只要有一期超過防洪標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)就算超過防洪標(biāo)準(zhǔn)的這一復(fù)合事件，并用它來表達(dá)分期下的防洪標(biāo)準(zhǔn)；在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了分期下的重現(xiàn)期公式即當(dāng)這一復(fù)合事件發(fā)生頻率等于1/T時(shí)，分期設(shè)計(jì)洪水的防洪標(biāo)準(zhǔn)就是T年一遇；明確了分期設(shè)計(jì)頻率的物理意義；得出了以設(shè)計(jì)洪水來描述防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可用各期洪峰或者洪量的聯(lián)合分布來描述分期設(shè)計(jì)洪水與防洪標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系這一結(jié)論。隨

5、后，本文在各期間洪峰或者洪量獨(dú)立兩種假設(shè)下，推導(dǎo)出了洪峰、洪量或峰量同時(shí)起控制作用下三種類型水庫的分期設(shè)計(jì)洪水的設(shè)計(jì)頻率與防洪標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系式和重現(xiàn)期公式。最后以潘家口水庫為實(shí)例，分別在獨(dú)立和相關(guān)假設(shè)下、采用不同的Copula函數(shù)來建立分期設(shè)計(jì)洪水的設(shè)計(jì)頻率與防洪標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。前后汛期采用不同頻時(shí)的頻率組合和前后汛期同頻下的設(shè)計(jì)頻率的分析比較表明：前后汛期采用相同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在獨(dú)立假設(shè)下各期的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于在相關(guān)假設(shè)下的標(biāo)準(zhǔn)；前后汛期