基于熵原理的年降水频率分布参数估计研究

【目的】研究最大熵、Meilin变换和交互熵3种基于熵原理的方法在年降水频率分布参数估计中的应用效果,为水文分布参数估计方法的选择提供依据。【方法】选用P-Ⅲ分布,以陕西省关中地区扶风、麟游、眉县、太白、西安和长武6个水文站年降水序列为例,应用最大熵、Meilin变换和交互熵法估计分布参数,计算年降水量拟合值,将结果与传统的矩法和线性矩法结果进行比较,并采用OLS和AIC准则评价频率曲线对实测值序列的拟合效果。【结果】OLS和AIC准则评价曲线的拟合优度基本一致,采用最大熵法估计分布参数时上述6个水文站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用Meilin变换估计时各站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用交互熵估计时各站的AIC值分别为249.967,251.269,232.356,257.481,412.545,276.879,采用矩法估计时各站的AIC值分别为256.436,256.037,241.109,262.969,419.122,291.161,采用线性矩法估计时各站的AIC值分别为250.081,251.992,232.828,256.229,414.030,278.745。频率曲线图与拟合优度评价结果一致,5种方法均可以取得较好的拟合效果,最大熵法和Meilin变换估计结果基本相同且优于矩法,交互熵法优于其他方法。【结论】最大熵、Meilin变换和交互熵3种参数估计法均可借助于计算机求解,是可行的年降水频率分布参数估计方法。     

内蒙古河套灌区灌排信息管理决策支持系统

在全面分析河套灌区灌排管理的基础上，应用决策支持系统原理，开发了研制了河套灌区灌排信息管理决策支持系统。在河套灌区灌溉历史上，首次实现了河套灌区总局、管理局和管理所三级灌排信息的计算机管理。该系统不仅可为河套灌区用水的科学管理提供科学的决策依据和决策方案，而且对于河套灌区推广节水型灌溉农业，将起到重要的推动作用。     

城门洞形断面收缩水深的近似计算公式

城门洞形断面收缩水深的计算需求解高次隐函数方程,理论上无解析解,传统的图解法或者试算法计算过程复杂,费时费力。通过引入无量纲收缩水深,对城门洞形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到收缩水深的近似计算公式。误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,收缩水深的最大相对误差小于1.1%。该公式形式简捷、精度高、适用范围广。     

石羊河流域年径流序列的变异诊断

采用重新标度极差分析法(R/S分析方法),对石羊河流域8条河流的年径流序列进行了变异诊断,计算了变异前后序列均值和年径流随时间的变化关系。结果表明,石羊河流域8条河流的年径流序列已发生了变异,变异年份分别为:杂木河1989年,西营河1989年,金塔河1973年,黄羊河1982年,古浪河1984年,大靖河1959年,东大河1967年,西大河1960年。经回归分析表明,对这些变异年份的诊断是合理的。     

石头河流域产流预报模型研究

通过对石头河流域降雨径流关系的分析 ,选取斜峪关水文站 195 4～ 1978年的 6 1场典型洪水 ,建立了该流域蓄满产流模型 ,模型评定的合格率为 91% ,确定性系数为 0 .890 ;并用 1979～ 1980年斜峪关水文站的10场典型洪水对模型进行了检验 ,合格率为 70 % ,确定性系数为 0 .92 1,均达到乙等预报方案。     

基于Copula函数的松花江流域水文干旱频率分析

【目的】基于Copula函数对松花江流域进行水文干旱频率分析。【方法】利用可变阈值法识别日尺度水文干旱事件的历时和烈度,并进行融合处理;选择6种常用的分布函数拟合干旱特征变量,以Kolmogorov-Smirnov检验法优选单变量边缘分布;从3种Copula函数中优选函数模型,建立了干旱历时和烈度二维联合分布,并计算联合分布概率和重现期,再利用蒙特卡洛方法,讨论基于Copula干旱研究的不确定性。【结果】融合标准取p_c=0.1和t_c=5,流域干旱历时均值为81~105 d;对数正态分布是大赉站、扶余站和哈尔滨站干旱历时的最优边缘分布,而各个站点干旱烈度最优分布各异;Frank Copula为流域干旱二维联合分布的最优模型,流域大多数干旱的重现期不超过20a;在同现重现期为20 a的条件下,大赉、扶余、哈尔滨和佳木斯4个水文站点的最大可能设计值表现出较大的不确定性。【结论】Copula函数能够较好地拟合松花江流域水文干旱特征变量间的联合分布,但需考虑其不确定性影响。     

水文设计值置信区间估计研究

【目的】研究给定设计标准下水文设计值置信区间的估算方法,评定设计值的不确定性。【方法】以陕西省关中地区4个气象测站年降水量为例,选用矩法(MOM)和极大似然法(ML)研究P-Ⅲ分布水文设计值的置信区间计算方法,计算出不同设计频率下水文设计值在95%置信水平下的置信区间,并对基于矩法和极大似然法估算的设计值置信区间的长度数据进行比较分析。【结果】在设计频率为0.2%时,周至、临潼、蓝田、户县4个测站采用极大似然法估算在95%置信水平下的设计值置信区间长度分别为414.28,338.88,360.65和371.24,采用矩法估算在95%置信水平下的设计值置信区间长度分别为546.61,435.64,384.91和403.92。在设计频率为99%时,上述4站采用极大似然法估算在95%置信水平下的设计值置信区间长度分别为144.44,124.93,177.67和160.73,采用矩法估算在95%置信水平下的设计值置信区间长度分别为183.28,151.26,187.31和178.62。由此可知,在低设计频率和高设计频率时,极大似然法估算的设计值置信区间长度均较矩法小。【结论】置信区间能够为设计值的估算提供相对可靠的变化范围,用极大似然法估算水文设计值的置信区间比矩法能更有效地降低水文设计值的不确定性。     

Copulas函数在二维干旱变量空间分析中的应用

根据新疆地区41个气象站的长系列月降水资料,提取干旱历时、干旱烈度和烈度峰值3个干旱特征变量,基于8种单参数族的Copulas函数,结合ArcGIS9.3软件进行二维干旱变量的空间分析。经拟合优度评价,FrankCopula对干旱历时和干旱烈度、干旱历时和烈度峰值的拟合度最好;而Clayton Copula对于干旱烈度和烈度峰值的拟合效果最佳。二维变量联合超越概率值随单变量的值减小而增大;二维干旱变量中任一特征变量的条件概率随另一变量的增大而减小;干旱特征变量的条件发生概率在新疆地区从北到南依次递增。表明Copulas函数结合ArcGIS9.3软件能够描述二维干旱特征变量的空间演变规律。     

P-Ⅲ型分布序列无偏绘点位置计算研究

【目的】研究P-Ⅲ型分布序列无偏绘点位置计算公式。【方法】应用次序统计量数学期望值原理、双指数变换数值积分方法,求解P-Ⅲ型分布绘点位置的数值解。在此基础上采用线性回归法概化出近似无偏绘点位置公式,并通过蒙特卡洛统计试验将文中近似无偏绘点位置公式与现有绘点位置公式的计算结果进行比较。【结果】用双指数变换数值积分可计算出P-Ⅲ型分布任意绘点位置的高精度数值解。由此推导的近似无偏绘点位置公式具有较好的描述能力和预测能力。在陕西关中地区36个测站年降水数据频率计算和拟合优度评估中的应用表明,在概率点据相关系数、均方根误差2种评价标准下,推导公式拟合最优站数分别占总站数的72.2%和69.4%。【结论】文中近似无偏绘点位置公式可应用于陕西关中地区降水频率的计算,且拟合度较好。     

冷库温度自动监测系统研究

采用传感器技术、测控技术及微机技术自行设计了温度自动检测系统,采用Ｃ语言编程,可完成对冷库温度自动监测,具有实时显示、打印、报警等功能。该系统还可扩展用于其他领域完成数据采集及监控。