[发明专利]一种针对含有模糊信息历史洪水的L‑moment估参方法

说明书

技术领域

本发明涉及线性矩估参方法，具体地说是一种针对含有模糊信息历史洪水的L-moment估参方法。

背景技术

洪水频率分析是估计水利水电工程设计洪水的主要内容，也是水利工程建设时计算设计标准的重要依据。所谓参数估计是指采用经验频率公式在机率格纸上点绘洪水系列，并选定洪水系列的分布线型后，估计该线型所含的统计参数。参数估计方法是洪水频率分析的重要内容，L-moment(线性矩)法是目前洪水频率分析参数估计的最新方法之一，它是在常规矩的基础上发展起来的用于估计洪水频率曲线的新方法。L-moment法发源于“概率权重矩”，是概率权重矩的线性组合。它的最大特点是对洪水系列中的极大值和极小值远没有常规矩那么敏感，因此根据L-moment方法估计的洪水频率曲线参数的值比常规矩要稳健得多。由于其具有较好的稳健性，在洪水频率分析领域受到推崇。

在洪水频率分析中，设计洪水成果的可信度与资料的代表性有密切的相关性，而资料的代表性又主要受到资料系列长度的制约。因此，调查历史洪水或古洪水，加入实测系列中进行频率计算，已经发展为新趋势。近年来，考虑历史洪水信息的L-moment方法逐渐在洪水频率分析领域发展和应用，宋德敦等(宋德敦、丁晶，概率权重矩法及其在P-III型分布中的应用[J].水利学报，1988，(3):1-11.)推导了不连续系列的样本的概率权重矩法，并利用该法估计P-III型分布的参数，陈元芳等(陈元芳、李兴凯、陈民等，可考虑历史洪水信息的广义极值分布线性矩法的研究[J].水文，2008，28(3):8-13.)提出了可以考虑历史洪水信息的线性矩公式。国内外学者对考虑历史洪水信息的L-moment方法深入研究，增加了L-moment方法在洪水频率分析中的适用性。

历史洪水加入洪水系列对频率分析结果有重大的影响，只有在历史洪水和它在调查期中的排位都是精确的前提下，才能提高设计洪水的估计精度。但是，历史洪水多从考察洪痕、查阅历史文献中获得，洪痕年代久远，而且可能随着地壳运动和地质作用发生较大的变化，历史文献的记录也不详尽，所以历史洪水的确定存在相当大的误差。在工程实践中，经常调查得到多场历史洪水，但是对于其中的某一场或多场历史洪水，只能判断它们在历史洪水序列中的排位，但是不能较精确地确定它们的洪峰或洪量。这样的历史洪水被称为含有模糊信息。

针对这种情况，主要有三种解决方法：一、除去只能参与排位分析的历史洪水，采用经验公式计算余下的历史洪水和实测序列的经验频率，用目估适线法等其他方法估计频率分布曲线的参数；二、人为估计所有历史洪水的量值，并代入考虑历史洪水的L-moment公式计算分布线性的参数；三、除去只能参与排位分析的历史洪水，将余下的历史洪水重新排序。第一种方法，不能采用L-moment方法估计参数，降低了该方法的适用性；第二种方法，人为估计量值，会增大历史洪水的估计误差；第三种方法，去除部分历史洪水后，会增大余下历史洪水的重现期，将产生较大的误差。对于含有模糊信息的历史洪水，如何采用L-moment方法估计频率分布函数的参数，国内外尚无文献记载。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种针对含有模糊信息历史洪水的L-moment估参方法。

本发明通过对含有模糊信息的历史洪水，在合理范围内对它可能的量值进行离散，将该历史洪水的离散值代入可考虑历史洪水的L-moment方法计算公式中，计算得到频率分布线型的参数，于是得到频率分布函数，再将具有较精确量值的历史洪水和实测洪水序列代入该频率分布函数，计算得到相应的理论频率，并计算它们的经验频率，然后求得含有模糊信息的历史洪水在不同离散值组合下，频率估计结果的离差平方和，通过随机动态规划法求解得到使离差平方和最小时的离散值组合，则在该离散值组合下计算得到的频率分布线型的参数为最优解。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种针对含有模糊信息历史洪水的L-moment估参方法，包括以下步骤：

步骤1，收集历史洪水和实测洪水资料，并区分含有模糊信息的历史洪水；