基于EVT法和MC模型的极限水文干旱历时计算研究

摘要

[目的]研究极值理论(extreme value theory,EVT)法和马尔科夫链(Markov chain,MC)模型在极限于旱历时计算中的预测精度,为区域干旱历时预报提供依据.[方法]以黄河流域兰州、龙门、白马寺3个水文站年径流序列为例,利用EVT法和MC模型2种方法分别计算不同截断水平对应的极限干旱历时(Expected longest duration,E(LT)),并采用纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NS)和平均绝对百分误差(Mean absolute percentage error,MAPE)评价2种方法的计算精度.[结果]兰州、龙门、白马寺3个水文站采用EVT法计算的极限干旱历时值E(LT)与对应观测值(Observed longest duration,LT-ob)的NS和MAPE分别为0.921 0,0.854 6,0.929 4和0.046 0,0.155 5,0.039 1;而一阶马尔科夫链(one-order Markov chain,MC-1)模型结合hazen绘点位置公式计算的极限干旱历时值与对应观测值的NS和MAPE分别为0.824 7,0.668 1,0.908 1和0.206 3,0.327 3,0.104 6.2种方法均可取得较好的计算效果,但EVT法的计算精度优于MC-1模型.[结论]EVT法较MC-1模型所需要的参数少,计算过程较为简单,且计算结果误差小,是黄河流域可行的极限于旱历时计算方法.