基于Copula函数风险组合的西峡县山洪灾害预警分析

摘要

山洪灾害的防御工作是我国防洪减灾工作的重点,而临界雨量是决定山洪灾害预警成功与否的重要指标。Copula函数基于变量之间的非线性相关关系而建立的,可将联合分布的函数和它各自的边缘分布函数联系在一起,可以描述变量间非线性、非对称和对称的相关关系,应用Copula函数来描述降雨量与峰值雨强变量间的相关性;分别采用Gumbel、Clayton、Frank及混合Copula(M-Copula)函数构建12 h场次降雨量和峰值雨强联合概率分布模型,基于对几种Copula函数进行分析,最终引入M-Copula函数,构建临界雨量的多维联合分布,分析降雨量与峰值雨强联合分布状况。以西峡县军马河乡白果村回龙湾组为例,计算组合概率的临界雨量,并对山洪灾害的水位、准备转移预警及立即转移预警雨量临界进行预警及分析。结果表明:对于山丘区河流洪峰模数具有一定的规律,流域面积越大,洪峰模数越小,面积越小,洪峰模数越大,设计流量为639 m3/s的计算成果是合理的;基于混合Copula函数风险组合的西峡县山洪灾害预警结果合理、可靠,可为其他地区的山洪灾害预警提供理论支撑。