20172.廣義帕雷托分布(gpd)在波浪極值推算中的應用

1、廣義帕雷托分布（GPD）在波浪極值推算中的應用摘要波浪是海水重要的運動形式之一，波浪的研究對海岸保護、防止水土流失、海運、海上石油和天然氣設施保護等都至關重要。在海洋工程的設計過程中，經常需要對各種海洋水文氣象的極值參數進行統(tǒng)計分析，其中波浪極值參數作為一種重要的水文參數，對某些海洋工程來說是很必要的。海洋中的波浪觀測資料是有限的，往往不能滿足海洋工程的需求。隨著海浪數值模式的發(fā)展和逐漸成熟，利用海浪數值模擬的方法來進行海浪研究成為獲取

2、目標海域波浪極值參數的重要手段。本文基于第三代海浪數值模式SWAN，利用CCMP風場資料（1988年1月~2010年12月）一共23年的風場資料作為輸入場對中國海的海浪場進行模擬，并與22001號和21004號浮標資料對比驗證，對比顯示模擬結果基本可信，然后以此計算結果為樣本進行波浪極值推算工作。常用的波浪極值參數推算方法是廣義極值分布。本文引入廣義帕雷托分布（GPD），采用部分歷時序列法獲取樣本序列。相比于廣義極值分布（GEV），基于

3、部分歷時序列法的GPD能夠更加充分的利用原始資料，GPD模型也具有更高的擬合精度和穩(wěn)定性，包括在高值區(qū)域，其實用性和說服力更強。分析了22001號浮標附近區(qū)域尺度參數和重現(xiàn)期極值分布情況，討論了區(qū)域內的海洋環(huán)境狀況。隨著科技的進步和設計理念的進一步發(fā)展，為了優(yōu)化海洋工程設計方案，經常把方向性波浪極值參數考慮在內。采用GEV模型進行波浪方向性極值推導，出現(xiàn)了強浪向重現(xiàn)期極值大于無方向性重現(xiàn)期極值的情況。分析其原因，很有可能是GEV模型樣本

4、取值方法的問題。采用GPD模型進行波浪方向性極值推導，沒有再出現(xiàn)這一問題。在限制了閾值之后，出現(xiàn)在某一年的某一波向上沒有超過閾值的樣本出現(xiàn)的情況，這時就凸顯了年最大值統(tǒng)計法樣本量的穩(wěn)定性。從結果上來說，GPD模型推算的重現(xiàn)期極值略大于GEV模型推算的重現(xiàn)期極值。關鍵詞：GPD；SWAN；有效波高；重現(xiàn)期periodofextremevalue.Analyzingthecauses，islikelytobeGEVmodelsampleob

5、tainmethods.UsingGPDmodeltocalculatedirectionalreturnperiodofextremewavevalue，thisproblemdidnotappearagain.Afterlimitingthreshold，itispossibleinagivenyearwaveofacertaindirectionhasnosamplelagerthanthreshold，ithighlightst

6、heannualmaximumstatisticalmethod’sstabilityinobtainingsample.Intermsoftheresultsinthispaper，usingtheGDPmodeltocalculatethereturnperiodofextremevalueisslightlygreaterthantheGEVmodelcalculatethereturnperiodofextremevalue.K