极值分布模式在设计波高推算中的应用

摘要

设计波高是影响近海海洋工程结构体设计建造的重要海洋环境因素,因此提高近岸工程设计波高精确度对沿海城市防潮减灾有着重要的意义.目前推算设计波高概率分布模式已从一维极值分布模式、一维复合极值分布模式发展到考虑台风影响的二维复合分布模式,这些模式在设计波高的推算中都可以通过假设检验,但是计算出来的设计参数值结果却不尽相同,有时甚至差别还较大.本文将对Gumbel、Pearson-Ⅲ,以及考虑台风影响的Poisson-Gumbel、Poisson-Weibull等分布模式进行比较和检验,以整体不确定度作为检验上述几种模式优劣的度量,通过分析可知数据离散程度对信息熵差值增长的贡献比样本数据容量的更大，至少大7.75%说明对于研究海域数据样本中考虑极值数据与不考虑极值数据，最终推求的设计波高相差明显。虽然二维最大熵模式要比最大熵模式和一维最大熵复合模式的整体不确定度大，通过二维复合模式推算得到的设计波高值要比单变量和一维复合模式的偏大，这是由于其考虑了风速这个伴随极值波高的海洋环境诱因，考虑的海洋环境因素更为复杂而导致的。从前面的分析来看，最大熵分布模型作为一种最新出现的分布形式，不管是其理论上的提出，还是在实际中的应用，都比传统模型显示出更大的优势。尤其是在样本数据的拟合方面，由于其人为干扰因素最少，因而得到的拟合结果也最接近数据的真实分布，可以预见最大熵分布模型一定有着更加广阔的应用前景。