變點(diǎn)超閾法在增水重現(xiàn)期值計(jì)算中的應(yīng)用

李曉恩，朱良生，黎維祥

（1.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院， 廣州 510640；2. 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 廣州 510230）

1 前言

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)推求增水重現(xiàn)期值是海岸防護(hù)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，研究重現(xiàn)期值的推求方法對(duì)工程的設(shè)計(jì)建造具有重要意義。增水的重現(xiàn)期值可以用頻率分析方法求得，該方法可分為兩種：年極值法和超閾法（簡(jiǎn)稱POT 法）。

年極值法是最常用的方法，但是該方法容易造成數(shù)據(jù)的浪費(fèi)，同時(shí)只有在原始資料年限較長(zhǎng)（20 年以上）[1]的時(shí)候才能得到一定精度的結(jié)果。

為提高數(shù)據(jù)利用率，在Shane 和Lynn[2]等提出了考慮年超閾次數(shù)和超閾序列分布的PDS 模型。超閾法的數(shù)據(jù)利用率高于年極值法，其應(yīng)用較多的是與PDS 模型原理相同的復(fù)合極值法，該方法在波高、風(fēng)速和風(fēng)暴潮等多種極端海況出現(xiàn)概率的計(jì)算中得到廣泛應(yīng)用[6]-[9]。

本文以香港鲗魚涌站21 年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例，研究超閾法在推求極端增水重現(xiàn)期值中的應(yīng)用。引入變點(diǎn)理論定量化選取閾值，用GP 分布擬合超過閾值的增水樣本，用Poisson分布擬合年超閾次數(shù)，得到增水的P-GP復(fù)合分布。比較復(fù)合分布和年極值法對(duì)極端增水重現(xiàn)期值的計(jì)算結(jié)果，表明基于變點(diǎn)理論的定量超閾方法合理，POT 方法能有效用于增水重現(xiàn)期值的計(jì)算。