极大熵准则在降雨强度-历时-频率模型参数估计中的应用

根据频率与重现期的关系推导出三类常用降雨强度-历时-频率模型的无条件及条件概率分布(概率密度)函数及与模型相对应的约束。极大熵与极大似然准则产生一致估计,本文尝试基于极大熵准则建立降雨强度-历时-频率模型参数估计的优化模型,应用模拟退火算法求解该优化模型。根据比较发现,极大熵估计有时比常用的极大似然估计和最小二乘估计更精确。     

P-III分布参数的概率权重矩法S函数计算

概率权重矩法是一种估计统计分布参数的方法.本文根据不完全Γ函数在无限区间积分,推导了P-Ⅲ分布参数的S函数的计算公式.通过现有计算公式比较,其计算结果具有较高的计算精度,避免了的大量的数值积分计算.文中公式只要借助于计算编程进行求解,给定超几何函数项一定的截断误差,其运算具有较高的运行速度.文中计算公式是一种P-Ⅲ分布参数S函数的计算途径.     

概率权重矩法估计P—Ⅲ型分布参数用表的近似表达式

以概率权重矩法估计Ｐ－Ⅲ型分布参数需用专门数表，实用上十分不便。本文对该数表建立了近似表达式，从而大大简化了查表和内插运算。验算表明，近似表达式能满足工程运算的精度要求。     

双参数Copula函数在洪水联合分布中的应用研究

采用金沙江屏山站和岷江高场站的日径流资料,分别构造了两江洪峰流量以及金沙江峰、量之间的联合分布,比较了单参数与双参数Archimedean Copula函数的拟合效果,估计了两江洪峰遭遇风险的条件概率,探讨了双参数Archimedean Copula函数在洪水联合分布中的应用。结果表明:双参数Copula函数拟合效果明显优于单参数Copula函数,且同时具有上尾相关性和下尾相关性,在水文极值分析中是有广阔的应用前景;当金沙江发生千年一遇洪水时,岷江发生千年一遇洪水的概率为3.458%。     

基于多元分布函数的区域洪水频率分析

极端洪水事件的频率分析往往局限于单个站点,当研究区域内包含多个水文站点时,单变量频率分析方法,会导致低估或高估洪灾风险率。因此,需要进行区域频率分析。传统区域重现期计算方法,同一重现期对应多种设计洪水组合,而基于Kendall分布函数的重现期计算方法(KRP)有效的解决了这一问题。故本文引入三维非对称Copula分布函数拟合区域内各个站点年最大流量的相关关系,利用半参数法估计Copula函数的参数,并采用KRP推求区域洪水发生的重现期。结果表明:区域发生T年一遇的洪水概率远远大于单个站点发生T年一遇的洪水概率;KRP克服了实测序列较短的问题,且能准确估算洪水重现期。本研究为防洪部门制定防洪措施提供一定的科学依据。     

考虑参数空间变异结构的结构化交叉约束随机场模拟方法研究

斜坡岩土体抗剪强度参数的空间变异性具有一定的结构性。为研究岩土体参数空间变异结构对边坡失效概率的影响,依据变异函数的内涵推导出变程与相关距离的数学变换关系,并在此基础上提出了结构化交叉约束随机场模拟方法,用以模拟具有互相关性的参数随机场。建立了结构化交叉约束随机场计算模型,研究不同空间变异结构的抗剪强度参数对边坡失效概率的影响。研究结果表明:结构化交叉约束随机场可用于生成模拟具有复杂各向异性空间变异结构的参数随机场,由于考虑了随机偏差、条件数据和空间变异结构,能较为真实地反映地层实际参数,数据波动较条件参数插值场小。可靠性分析结果表明:不考虑抗剪强度参数空间结构分析易高估边坡的失效概率;考虑c′和φ′互相关性时,失效概率随着相关系数的增加而增加,当参数间呈负相关性时更容易高估边坡的失效概率。     

非稳定法用张力样条计算模型拟合P—S曲线

本文分析了载荷试验数据处理的非稳定法高次多项式拟合不规则Ｐ－Ｓ曲线的局限性，论述了张力样条函数计算模型拟合不规则Ｐ－Ｓ曲线的可行性，借助工程实例说明地为拟合Ｐ－Ｓ曲线的较好模型。     

考虑降雨入渗参数空间变异性的浅层滑坡时效风险分析

降雨条件下边坡所处的滑坡风险状态与土体参数空间分布密切相关,为高效评估降雨诱发滑坡所处的风险等级,应用Python计算平台进行编码,采用修正Green-Ampt入渗模型推导出无限长边坡（infinite slope）的极限状态函数,结合岩土参数随机场理论及一阶可靠度分析方法,得到了降雨诱发滑坡的概率分析结果,并建立了算例边坡的易损性曲线。研究结果表明：相比于传统的边坡稳定性定值分析方法,可靠度分析结果可以较为全面地反映边坡在不同降雨强度以及降雨持时条件下所处的风险状态;当降雨强度超过一定等级后,在相同的降雨持时条件下其强度大小对边坡失效概率的影响不大;在特定研究区域内,当降雨强度已知时,可以通过易损性明确边坡在容许风险等级下的失效时间,为滑坡防控领域的防灾减灾工作提供重要参考。     

地质统计学中的区域化变量理论

着重介绍了地质统计学中最基本的问题－区域化变量理论，包括对区域化变量的解释、概率表示、平稳假设，以及协同区域化问题。最后，介绍了研究区域化变量的几个基本工具：变差函数和协方差；估计方差和离散方差。     

分段Knothe函数优化及其动态求参

为了解决分段Knothe函数在开采沉陷动态预计中时间影响系数c、地表最大下沉速度对应的下沉值Wv以及最大下沉速度对应时间点t均为固定值的问题,对分段Knothe函数中各参数进行了理论和试验分析。结合概率积分法理论知识,推导出以时间为自变量的3个参数的函数关系,并在此基础上对分段Knothe函数进行了优化,得到一种预测精度更高、更具推广性的分段Knothe函数。试验结果表明:优化的Knothe函数解决了优化前Knothe函数中c、t、W_v为固定值的缺陷,弥补了利用相似地质条件拟合出经验公式的不足。通过对比分析优化前后模型的预测结果,得出优化模型中t的预计结果保持在实测最大下沉速度时间范围内。优化后模型最大均方误差和相对中误差分别为0.116 m、3.8%,较优化前模型分别提高了65.1%、51.9%,进一步证实了该优化模型具备一定的实用性和可靠性。