随机水文学应用随机水文学的应用十分广泛
主要如下:一、在水文水利计算方面1.在系统分析计算中的应用水文要素(如年径流量)可按其统计特性建立相应的随机模型;通过随机模型,借助统计试验方法可获得大量的模拟序列;在系统分析中,以模拟序列作为输入,根据系统的特性和设计要求进行各种计算,从而得出系统响应,即输出(供水流量、保证出力、年电能、水库设计洪水位等)
2.在插补序列中的应用传统插补延长水文序列只是简单用回归方程而没有考虑随机误差,因而插补变量的方差偏小
对传统插补方法的改进,其关键在于对随机误差建立合适的随机模型
一旦建立了这样的模型,便可随机插补序列
尽管这样的插补不能为插补变量提供确定性的估值,但具有下列优点:(1)可插补出各种可能的估值,这些数值供水文工作者结合流域的水文气象条件作综合分析
(2)将插补出的各种可能值用于频率计算
得出多种设计值,便于做出插补值差异对频率计算成果影响的统计评估
3.在处理一些特殊问题中的应用在生产实际中,常常要研究某些水文特征量的统计特性,而这些统计特性很难用概率理论通过分析的方法来获得
在这种情况下,利用随机模型并借助统计试验法加以探讨,虽然得不到精确解,但求得的近似解可以满足生产实际的要求
二、在水文预报方面1.预报误差的处理用传统预报模型做出的预报被认为是预报的第一步
第二步则是对第一步的预报结果进行调整,从而获得第二步的预报结果
构造第二步预报的依据在于预报误差的统计结构特征
若预报误差序列是相依的,那么就可利用误差的自相关特性建立合适的随机模型来预报将来的误差,从而提供第二步预报
因此,处理预报误差的实质是寻求合适的误差随机模型
一旦获得这种随机模型,即可在作业预报中处理误差,以提高预报精度
例如,对流域洪水用新安江模型预报后,对其预报误差建立自回归模型再进行改正预报
2.随机模型预报对预报变量直接建立随机模型,即可进行预报
这种类型的统计预报一般给出条件期望值,另附以一定显著性水平的置信限
三、在水文实验和站网规划方面近年来,在考虑测验误差和评判测验精度时,用到了随机模拟法
例如,流速及含沙量等要素的脉动现象可看做是一种随机过程
在水文测验中,要估计几次测量值的均值误差
为了正确地估计均值误差,必须考虑单项测次的误差过程,即要考虑各测次误差之间的相关性
四、在防洪安全设计和风险分析方面水库防洪安全设计现行方法具有明显的局限性,其适应性是有条件的
随机模拟法用于水库防洪安全设计的思路是:对入库洪水建立随机模型,由模型模拟出大量洪水过程线,根据水库调洪准则分别调洪演算得到坝前年最高水位系列,点绘坝前年最高水位频率曲线,从频率曲线上可推求相应于设计标准的防洪特征水位
五、在其他方面随着水文工作者的认识水平的提高,随机水文学和随机模拟法在水科学领域得到了越来越多的应用
如将随机模拟法与水库群优化运行结合起来,得到比传统方法更优的调度致果
如对入库径流序列建立随机模型,由模拟序列获得若干个有效库容值及相应的水库运行策略,进一步验证了水库调度的合理性
有文献以黄河上游梯级水电站为例尝试应用陉流随机模拟法研究水库群多年运行电能指标的抽样误差
有文献提出用随机模拟法模拟洪水系列
以防洪工程使用期为一个时间单位,考虑资金的时间价值,对工程的减灾损失进行计算,得到了防洪效益的概率分布模式,结果表明随机模拟法计算的防洪效益更加符合客观实际
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