計算統(tǒng)計學方法在洪水資源利用的風險管理中的應用研究.pdf

1、在系統(tǒng)闡述洪水資源利用、風險管理和新興的計算統(tǒng)計學的基本概念和理論以及研究進展基礎上，提出了水庫洪水資源利用風險管理的基本框架。以水庫分期汛限水位實現(xiàn)洪水資源利用時的防洪風險作為研究對象，對設計規(guī)劃階段防洪風險的風險識別、風險估計和風險評價中風險標準進行深入的研究。
　　 在風險識別研究中，首先通過在各種計算方案下，公式計算、自助法和MC逼近方法估算P-Ⅲ的(-x)、Cv和Cs的標準差和置信區(qū)間的分析比較，驗證了自助法的有效性。

2、然后利用自助法、Copula函數和隨機模擬方法分析和估算庫容、庫面積和泄流能力、頻率分析和設計洪水、隨機模擬模型中模型參數估計、模擬序列的隨機性和模型等因子的不確定性，并通過它們對調洪高水位或者風險率的影響進行防洪風險識別。結果表明：設計洪水中的時段量估算和隨機模擬模型中參數估計的不確定性是主要的不確定性因子，而這兩個不確定性都來源于抽樣誤差；自助法、Copula函數和隨機模擬等計算統(tǒng)計學方法用于風險識別是可行、有效的，在風險識別中具有

3、一定的推廣應用價值。
　　 在風險估計研究中，建立了線性相關、秩相關、輾轉相關和峰量同頻率入庫洪水隨機模擬模型四個風險估計模型。它們既能很好地保持峰量的相關關系又能很好地保持峰量的統(tǒng)計特征，計算出的風險率也較合理。結果表明利用峰量相關關系來模擬入庫洪水是可行的；秩相關模擬是可以應用于相關變量的隨機模擬中；且考慮到秩相關具有分布自由、單調增變換的不變性和可以描述非線性相關關系等穩(wěn)健特性，可以采用秩相關來描述總體服從非正態(tài)分布且各變

4、量間非線性相關的變量間的復雜關系。
　　 在風險評價中風險標準研究中，構造了一年中各分期中只要有一期超過防洪標準標就算超過防洪標準的這一復合事件，并用它來表達分期下的防洪標準；在此基礎上，推導出了分期下的重現(xiàn)期公式即當這一復合事件發(fā)生頻率等于1/T時，分期設計洪水的防洪標準就是T年一遇；明確了分期設計頻率的物理意義；得出了以設計洪水來描述防洪標準時，可用各期洪峰或者洪量的聯(lián)合分布來描述分期設計洪水與防洪標準之間的關系這一結論。隨

5、后，本文在各期間洪峰或者洪量獨立兩種假設下，推導出了洪峰、洪量或峰量同時起控制作用下三種類型水庫的分期設計洪水的設計頻率與防洪標準之間的關系式和重現(xiàn)期公式。最后以潘家口水庫為實例，分別在獨立和相關假設下、采用不同的Copula函數來建立分期設計洪水的設計頻率與防洪標準之間的關系。前后汛期采用不同頻時的頻率組合和前后汛期同頻下的設計頻率的分析比較表明：前后汛期采用相同設計標準時，在獨立假設下各期的設計標準遠低于在相關假設下的標準；前后汛期