基于三维copula函数的多水文区丰枯遭遇分析 被引量：47

1

作者 谢华 罗强 黄介生 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期186-193,共8页

不同水文区的丰枯遭遇概率分析属于多变量概率分布问题,涉及的水文区越多,变量的维数就越高,问题就越复杂.为找到一种简单通用的多变量(n≥3)水文概率问题的求解方法,以不同水文区丰枯遭遇概率分析为例,引入三维copula函数构建多变量联... 不同水文区的丰枯遭遇概率分析属于多变量概率分布问题,涉及的水文区越多,变量的维数就越高,问题就越复杂.为找到一种简单通用的多变量(n≥3)水文概率问题的求解方法,以不同水文区丰枯遭遇概率分析为例,引入三维copula函数构建多变量联合概率模型,将其用于分析长江、淮河及黄河流域的径流量的联合概率和条件概率问题。研究结果表明,当变量维数n≥3时,由copula函数可以很容易地构建多变量概率分布模型;对一组水文数据系列,有多个不同copula函数可以选择,可采用拟合优度检验方法择优;copula函数构建的多变量概率模型,可以计算各种条件下的联合概率分布,可以分析各种不同量级水文变量的遭遇概率和条件概率;通过与多维转换为一维方法的比较,三维Frank copula函数具有更优良的拟合优度、无偏性及有效性,且计算更简便。 展开更多

关键词 三维copula函数 丰枯遭遇 多变量 概率分布模型

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基于多元分布函数的区域洪水频率分析 被引量：9

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作者 卢韦伟 陈璐 +1 位作者 周建中 陈华 《水文》 CSCD 北大核心 2015年第5期6-10,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 区域洪水概率 三维copula函数 多维重现期计算

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基于三维Copula函数的滦河流域干支流丰枯遭遇研究 被引量：1

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作者 魏琳 杨学军 王旭东 《海河水利》 2023年第1期87-91,99,共6页

滦河流域主要产流区位于中游,考虑流域上下游来水量、干支流的相依关系,应用三维Copula函数,开展主要产流区滦河干流、潵河支流、青龙河支流年来水量的联合概率分布及条件概率分布对滦河流域干支流丰枯遭遇的分析研究,为洪水资源利用、... 滦河流域主要产流区位于中游,考虑流域上下游来水量、干支流的相依关系,应用三维Copula函数,开展主要产流区滦河干流、潵河支流、青龙河支流年来水量的联合概率分布及条件概率分布对滦河流域干支流丰枯遭遇的分析研究,为洪水资源利用、合理优化防洪调度提供参考依据。以该流域1956—2016年来水量系列开展建模分析,对各区间来水量系列采用拟合优度检验,边缘分布选择4种常用的分布线型,采用4种拟合准则,综合开展最优线型选择,经分析计算可知3个区间来水量均以P-Ⅲ型分布为最优;Copula函数采用均方根误差进行拟合优度检验,选取Frank Copula函数拟合效果最好。根据所建模型,可得到不同条件组合下来水量的条件概率,滦河干流、潵河、青龙河同时出现枯水年的概率为13%。Copula函数为研究多维联合概率分布及丰枯遭遇提供了新的有效手段。 展开更多

关键词 丰枯遭遇 联合概率分布 三维copula函数 拟合优度 流域

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基于三维Copula函数的永宁江流域洪潮遭遇分析 被引量：4

4

作者 揭梦璇 周芬 张真奇 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期958-965,共8页

沿海平原洪涝灾害严重,致灾因子众多,需依据多变量水文频率分析成果进行防洪排涝规划设计。为解决沿海地区多变量遭遇问题,以永宁江流域为研究对象,采用三维非对称Gumbel-Hougaard Copula和Clayton Copula函数构建了暴雨、洪峰及潮位的... 沿海平原洪涝灾害严重,致灾因子众多,需依据多变量水文频率分析成果进行防洪排涝规划设计。为解决沿海地区多变量遭遇问题,以永宁江流域为研究对象,采用三维非对称Gumbel-Hougaard Copula和Clayton Copula函数构建了暴雨、洪峰及潮位的三维联合分布模型,通过计算联合风险率、同现风险率、条件风险率及其重现期分析不同洪潮遭遇组合的风险,并提出了不同支流暴雨条件下的干流洪峰及潮位最可能组合方案。结果表明:三维Gumbel-Hougaard Copula函数计算的联合分布与经验分布拟合程度较高,能够明确计算出不同暴雨条件下的最可能洪峰和潮位组合,评估遭遇组合的风险,可为永宁江流域防洪排涝规划设计提供决策参考。 展开更多

关键词 三维copula函数 联合分布 风险率 重现期 条件最可能组合

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基于Copula函数的区域洪水频率分析

5

作者 王慧颖 刘舒 +2 位作者 李敏 柏平 任汉承 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第8期30-42,共13页

【目的】洪水频率分析为水利工程的规划、设计和运行提供了理论依据。传统的单变量频率分析方法已被广泛的研究和应用,但区域水文站点之间往往相互关联,单站点的独立洪水频率分析并不能满足实际工作的需求。因此,有必要考虑区域洪水变... 【目的】洪水频率分析为水利工程的规划、设计和运行提供了理论依据。传统的单变量频率分析方法已被广泛的研究和应用,但区域水文站点之间往往相互关联,单站点的独立洪水频率分析并不能满足实际工作的需求。因此,有必要考虑区域洪水变量间的相关关系,建立联合分布,采用多变量联合概率分析方法以提高洪水频率分析的可靠性。同时,由于区域洪水特性差异显著,需要探究Copula函数在不同区域洪水频率分析中的适用性。【方法】基于盘龙江区域的小河(中和)站、松华坝站、昆明站三个水文站以及长江上游区域的寸滩站、清溪场站、宜昌站三个水文站的洪水资料,建立站点年最大洪峰流量的边缘分布函数,用Kolmogorov-Smirnov法检验其拟合优度,分析站点洪水变量间的相关程度,进而利用嵌套Copula法和Copula函数表达式法构建区域三站点年最大洪峰流量的联合分布,采用分位数图法、均方根误差法和AIC信息准则法在选用的T-Copula、GH Copula、Frank Copula、以及Clayton Copula四类函数模型中进行拟合优度评价,通过优选的函数模型分析计算条件概率。【结果】结果显示:盘龙江和长江上游区域站点的年最大洪峰流量序列均可用P-Ⅲ型分布作为其边缘分布,且站点变量间的相关性良好,可运用Copula函数描述其相关关系,以此建立联合分布。其中,在盘龙江区域站点变量间,T-Copula函数拟合效果最优;在长江上游区域站点变量间,Frank Copula函数拟合效果最优。由优选的Copula函数模型预测下游站点的洪水遭遇量级,预测值与实测值的接近程度均达到85%以上。【结论】在区域站点洪水样本序列可求解其边缘分布,且变量间相关性显著的情况下,Copula函数能够较好描述变量间的相关关系。对于洪水特性差异较大的盘龙江和长江上游两个区域可优选出不同类型的Copula函数建立联合� 展开更多

关键词 区域洪水 频率分析 三维copula函数 洪峰流量 降水 径流 气候变化 P-Ⅲ型分布

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基于三维Copula函数的滴灌硝态氮淋失风险评估方法 被引量：3

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作者 王珍 李久生 栗岩峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期79-87,共9页

硝态氮淋失是滴灌系统设计和运行管理需要考虑的重要因素。该研究构建了滴灌条件下的水氮运移模型,利用HYDRUS-2D软件进行了求解,模拟分析了田间尺度砂壤土饱和导水率和初始含水率空间变异对NO_3^--N淋失率的影响,并利用三维Gumbel-Houg... 硝态氮淋失是滴灌系统设计和运行管理需要考虑的重要因素。该研究构建了滴灌条件下的水氮运移模型,利用HYDRUS-2D软件进行了求解,模拟分析了田间尺度砂壤土饱和导水率和初始含水率空间变异对NO_3^--N淋失率的影响,并利用三维Gumbel-Hougaard Copula函数构建了土壤饱和导水率、初始含水率和NO_3^--N淋失率的联合分布函数,分析了给定土壤饱和导水率和初始含水率条件下NO_3^--N淋失率超过某一阈值的条件概率。结果表明,NO_3^--N淋失率概率密度函数可用指数函数表示;土壤饱和导水率和初始含水率的空间变异会明显增加NO_3^--N淋失风险;NO_3^--N淋失率超过给定阈值(6.4%,均质土壤条件下的NO_3^--N淋失率)的条件概率基本随土壤饱和导水率和初始含水率的增大而增大。构建田间尺度土壤特性参数(如饱和导水率、初始含水率等)与NO_3^--N淋失率的联合分布函数为研究多变量空间变异条件下NO_3^--N淋失风险评估提供了参考。 展开更多

关键词 灌溉 土壤 水分 硝态氮淋失 饱和导水率 空间变异 三维copula函数

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基于三维Copula函数的蚀坑预测模型 被引量：2

7

作者 喻宣瑞 姚国文 +1 位作者 蒋一星 李乔依 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1082-1088,共7页

通过盐雾腐蚀试验研究了钢绞线在不同应力幅作用下的腐蚀规律,并且观测了钢绞线的腐蚀形态.从概率角度出发,得到了钢绞线蚀坑长度、宽度和深度的独立分布形式,然后基于三维Copula函数得到三者之间的联合分布规律,提出了三维蚀坑预测模型... 通过盐雾腐蚀试验研究了钢绞线在不同应力幅作用下的腐蚀规律,并且观测了钢绞线的腐蚀形态.从概率角度出发,得到了钢绞线蚀坑长度、宽度和深度的独立分布形式,然后基于三维Copula函数得到三者之间的联合分布规律,提出了三维蚀坑预测模型,并通过显著性检验对该模型进行了验证.结果表明:Clayton Copula函数对于模拟蚀坑三维联合分布具有较高的精度;蚀坑使得钢绞线的抗拉强度和延伸率急剧下降,是钢绞线疲劳寿命下降的主要原因;三维蚀坑预测模型的提出,可以为预测钢绞线的腐蚀疲劳寿命提供参考. 展开更多

关键词 三维copula函数 联合分布函数 蚀坑预测模型 盐雾试验

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绿色环保当量税额的协同效应研究 被引量：1

8

作者 李小梅 喻宣瑞 常进 《财政科学》 CSSCI 2022年第7期116-130,共15页

基于全国31个省(区、市)的绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值的面板数据,运用Copula联合概率预测模型,研究了三者之间的协同效应与互动机制。研究结果表明:绿色环保当量税额对经济和环境的改善作用,存在着地区差异,与各... 基于全国31个省(区、市)的绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值的面板数据,运用Copula联合概率预测模型,研究了三者之间的协同效应与互动机制。研究结果表明:绿色环保当量税额对经济和环境的改善作用,存在着地区差异,与各地区产业结构相关;绿色环保当量税额的最优波动区间为2.1元至3.3元。 展开更多

关键词 绿色环保当量税额 污染气体排放量 地区经济 三维copula函数 协同效应

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基于三维不对称Copula函数峰量联合概率分布研究 被引量：1

9

作者 万阳 王文圣 +1 位作者 汤静静 吴莹 《成都工业学院学报》 2014年第4期1-5,共5页

基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了洪峰、时段洪量联合分布,探讨了洪峰和时段洪量之间的概率特性。首先建立了洪峰、3 d洪量和7 d洪量的三维不对称Gumbel Copula联合分布函数,然后运用极大似然法估计了三维Gumbel Copula函数的参数... 基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了洪峰、时段洪量联合分布,探讨了洪峰和时段洪量之间的概率特性。首先建立了洪峰、3 d洪量和7 d洪量的三维不对称Gumbel Copula联合分布函数,然后运用极大似然法估计了三维Gumbel Copula函数的参数,最后求得洪峰和时段洪量之间的条件概率分布,分析了洪峰、洪量间的概率特性。以大渡河流域大金川站1960—2013年间的洪峰、3 d洪量和7 d洪量为例进行了应用。研究成果为洪峰、洪量相关关系的研究提供了新途径。 展开更多

关键词 三维copula函数 洪峰 时段洪量 联合分布 概率特性

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绿色环保当量税额与社会经济和生态环境的互动过程研究

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作者 李小梅 喻宣瑞 常进 《生态经济》 北大核心 2022年第11期167-175,共9页

对全国31个省份的绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值进行实证分析,通过Copula函数得到绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值三者的联合概率分布模型,揭示三者的互动规律,推进了绿色红利和蓝色红利共同发展的... 对全国31个省份的绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值进行实证分析,通过Copula函数得到绿色环保当量税额、污染气体排放量、地区生产总值三者的联合概率分布模型,揭示三者的互动规律,推进了绿色红利和蓝色红利共同发展的进程。研究表明:当绿色环保当量税额位于1~2元时,各地区经济虽有一定增长,但节能减排效果不显著,不利于生态环境的可持续发展。当绿色环保当量税额增至2~6元时,污染气体排放量出现下降的概率大约为63%,此时经济仍能保持稳步增长的趋势。当绿色环保当量税额大于6元时,节能减排虽起到了较好的效果,但不利于地区经济增长。 展开更多

关键词 绿色环保当量税额 污染气体排放量 地区经济 三维copula函数 双重红利

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基于Copula函数的不同历时降雨量组合概率研究 被引量：2

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作者 师义成 王文圣 吴莹 《水电能源科学》 北大核心 2016年第4期1-5,共5页

为查清越西县不同历时降雨量组合概率情况，根据越西雨量站1954-2012年降水资料，基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了年最大1日降水量（R1d）、年最大3日降水量（R3d）、年最大7日降水量（R7d）的三维联合分布函数，计算了不同历时... 为查清越西县不同历时降雨量组合概率情况，根据越西雨量站1954-2012年降水资料，基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了年最大1日降水量（R1d）、年最大3日降水量（R3d）、年最大7日降水量（R7d）的三维联合分布函数，计算了不同历时降水量的组合概率、条件概率和相应的重现期。结果表明，R1d、R3d、R7d三变量发生极端降水事件的联合概率最大，同现概率最小，单变量发生的概率介于二者之间；单变量的重现期（T）介于三变量联合重现期（丁a）与同现重现期（丁0）之间；通过组合概率分布图和等值线图可得到给定条件下的两个不同组合事件的条件概率；三维不对称Gumbel Copula函数能够很好地描述不同历时降水变量之间的关系；可为城市防洪排涝及县域水资源开发利用提供参考依据。 展开更多

关键词 三维不对称copula函数 不同历时降雨量 联合分布 组合概率

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