研究水文物理過程的特征及其隨時(shí)間演變的規(guī)律,可揭示水文內(nèi)在動(dòng)力學(xué)機(jī)制,可為模擬預(yù)測(cè)及制定相應(yīng)的水資源調(diào)度及防洪措施提供科學(xué)依據(jù),具有重要的研究?jī)r(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。本文以我國(guó)北方某河流實(shí)測(cè)的高頻水位數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,研究了水位數(shù)據(jù)的長(zhǎng)記憶性、多重分形特性及其成因以及非平穩(wěn)性分析,具體工作如下:（1）在高頻采樣條件下（采樣周期為6分鐘）完成了水位序列的長(zhǎng)記憶性識(shí)別。利用多尺度小波估計(jì)方法對(duì)高頻水位數(shù)據(jù)的Hurst指數(shù)H進(jìn)行估計(jì),結(jié)果顯示所有觀測(cè)站點(diǎn)的Hurst指數(shù)滿足H>0.5,表明水位數(shù)據(jù)具有長(zhǎng)記憶性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,不同時(shí)間尺度所對(duì)應(yīng)的冪律特征存在一定差異,且與小波尺度存在一定相關(guān)性。（2）發(fā)現(xiàn)并證明了采樣時(shí)間與小波尺度存在一致性關(guān)系,證實(shí)了水位數(shù)據(jù)存在多尺度行為以及多重分形特性,即小波尺度（j1,j2）與采樣時(shí)間l滿足H（l+ 1,j1,j2）=H（l,j1+ 1,j2 + 1）。將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬的指數(shù)長(zhǎng)程相關(guān)序列的Hurst指數(shù)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)多尺度行為僅存在于水位數(shù)據(jù)中,這預(yù)示了水位數(shù)據(jù)可能存在多重分形,隨后利用小波多尺度圖證實(shí)了數(shù)據(jù)中存在多重分形特性。（3）構(gòu)建了水位數(shù)據(jù)的多重分形模... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)采集的10個(gè)站點(diǎn)分布情況

圖 2-2 站點(diǎn) 1 的原始記錄 圖 2-3 站點(diǎn) 1 去掉均值后的序列2.2.2 水位數(shù)據(jù)的 Hurst 指數(shù)小波估計(jì)本文采用 Daubechies 小波估計(jì)水位序列的 Hurst 指數(shù)。Daubechies 小波由 IngridDaubechies 提出并常常簡(jiǎn)寫成 dbN，這里 是小波階數(shù)。db 小波屬于正交小波，并且具有緊支撐性。小波函數(shù)用 ( )表示，尺度函數(shù)用 ( )表示。在 處，具有 階零點(diǎn)。本文 db 小波取消失矩 ，則支撐長(zhǎng)度即階數(shù)為 5，濾波器長(zhǎng)度為 6。表 2-2 指數(shù)長(zhǎng)程相關(guān)序列的 值（ ▃， ▅ ， ▂）小波尺度 j采樣間隔 1-5 2-6 3-7 4-8 5-91 0.61(0.009) 0.61(0.013) 0.60(0.018) 0.59(0.025) 0.59(0.036)2 0.61(0.013) 0.61(0.018) 0.60(0.025) 0.59(0.036) 0.60(0.051)4 0.61(0.018) 0.61(0.025) 0.60(0.036) 0.59(0.051) 0.61(0.071)

圖 2-2 站點(diǎn) 1 的原始記錄 圖 2-3 站點(diǎn) 1 去掉均值后的序列2.2.2 水位數(shù)據(jù)的 Hurst 指數(shù)小波估計(jì)本文采用 Daubechies 小波估計(jì)水位序列的 Hurst 指數(shù)。Daubechies 小波由 IngridDaubechies 提出并常常簡(jiǎn)寫成 dbN，這里 是小波階數(shù)。db 小波屬于正交小波，并且具有緊支撐性。小波函數(shù)用 ( )表示，尺度函數(shù)用 ( )表示。在 處，具有 階零點(diǎn)。本文 db 小波取消失矩 ，則支撐長(zhǎng)度即階數(shù)為 5，濾波器長(zhǎng)度為 6。表 2-2 指數(shù)長(zhǎng)程相關(guān)序列的 值（ ▃， ▅ ， ▂）小波尺度 j采樣間隔 1-5 2-6 3-7 4-8 5-91 0.61(0.009) 0.61(0.013) 0.60(0.018) 0.59(0.025) 0.59(0.036)2 0.61(0.013) 0.61(0.018) 0.60(0.025) 0.59(0.036) 0.60(0.051)4 0.61(0.018) 0.61(0.025) 0.60(0.036) 0.59(0.051) 0.61(0.071)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]時(shí)間序列的非平穩(wěn)性度量及其應(yīng)用[D]. 譚秋衡.中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2013
[3]水文序列小波分析與預(yù)報(bào)方法的研究及應(yīng)用[D]. 桑燕芳.南京大學(xué) 2011
[4]河川徑流時(shí)間序列的分形特征研究[D]. 燕愛玲.西安理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3336260