Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparison of conventional and differential evolution based parameter estimation methods on the food frequency analysis

Yilmaz Muhammet, Tosunoglu Fatih, Demirel Mehmet Cüneyd

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 5

1887--1900

EN

Accurate estimation of food frequency is an important task for water resources management. This starts with appropriate selection of probability distribution to food samples (annual maximum flows) that is of great importance for food frequency analysis (FFA). In order to reach the most precise estimation, the probability distribution of the considered time series should be well defined and its parameters should be more accurately estimated. First time in the FFA literature, a differential evolution-based parameter estimation method is applied to obtain the parameters of probability distribution functions and is compared with the traditional maximum likelihood method (MLM) in the present study. For this purpose, eleven distributions have been used to describe the annual maximum food series of nine gauging sites, with the performance of each distribution being investigated based on six criteria. The results revealed that a single distribution cannot be specified as the best-ft distribution for the study area. Moreover, it has been found that the applied approach improves the probability prediction of foods better than MLM method for efficient design of hydraulic structures, risk analysis and floodplain management.

2

A comparison of three approaches to non-stationary flood frequency analysis

Debele S. E., Strupczewski W. G., Bogdanowicz E.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 4

863--883

EN

Non-stationary flood frequency analysis (FFA) is applied to statistical analysis of seasonal flow maxima from Polish and Norwegian catchments. Three non-stationary estimation methods, namely, maximum likelihood (ML), two stage (WLS/TS) and GAMLSS (generalized additive model for location, scale and shape parameters), are compared in the context of capturing the effect of non-stationarity on the estimation of time-dependent moments and design quantiles. The use of a multimodel approach is recommended, to reduce the errors due to the model misspecification in the magnitude of quantiles. The results of calculations based on observed seasonal daily flow maxima and computer simulation experiments showed that GAMLSS gave the best results with respect to the relative bias and root mean square error in the estimates of trend in the standard deviation and the constant shape parameter, while WLS/TS provided better accuracy in the estimates of trend in the mean value. Within three compared methods the WLS/TS method is recommended to deal with non-stationarity in short time series. Some practical aspects of the GAMLSS package application are also presented. The detailed discussion of general issues related to consequences of climate change in the FFA is presented in the second part of the article entitled “Around and about an application of the GAMLSS package in non-stationary flood frequency analysis”.

3

Zastosowanie metody uogólnionych momentów do estymacji kwantyli przepływów maksymalnych wybranych rozkładów o grubych ogonach

Kochanek K., Feluch W.

Przegląd Geofizyczny

|

2016

|

Z. 3-4

171--193

PL

W pracy przedstawiamy metodę estymacji kwantyli powodziowych za pomocą uogólnionych momentów jako alternatywę dla klasycznych metod estymacji, czyli metody momentów, momentów liniowych i największej wiarygodności. W swoich teoretycznych założeniach metoda uogólnionych momentów, uwalniając się od założeń naturalnych potęg momentów, umożliwia utrzymanie tych potęg na możliwie niskim poziomie, przez co minimalizuje błędy pomiarowe oraz niejednorodności próby losowej. Wyprowadzono wzory na momenty generalizowane dla trzech często stosowanych w analizie częstości powodzi modeli charakteryzujących się grubym ogonem: rozkłady Log-Gumbela, Log-Logistyczny i Weibulla. Za pomocą metody symulacyjnej Monte Carlo obliczono błędy systematyczne i średnie błędy kwadratowe kwantyli o okresie powtarzalności 10 i 100 lat. Wyliczenia pokazały, że metoda dla wybranych wartości rzędów momentów może stanowić alternatywę dla metod klasycznych. Dodatkowo przeprowadzono obliczenia na podstawie ciągu przepływów maksymalnych z profilu Warszawa-Nadwilanówka, które wykazały, że metoda uogólnionych momentów nie powinna być stosowana dla rozkładu Weibulla.

EN

This paper considers the estimation of the flood quantiles by means of the method of generalized moments which is the alternative for classical methods of estimation, namely methods of moments, linear moments and maximum likelihood. Theoretically the method of generalised moments is released from the assumption of the natural powers of moments and enables to keep these powers as low as possible diminishing the measurement errors and errors stemming from the heterogeneity of the random sample. The equations for the generalised moments for the three heavy-tailed models commonly used in the flood frequency analysis: log-Gumbel, Log-Logistic and Weibull. We used the Monte Carlo simulations to calculate the mean square errors of quantiles of the 10- and 100-year floods. The calculations revealed, that the method of generalised moments for certain range of powers can be an alternative for classical methods. Additionally, we carried out the calculations for the annual maximum flows for the Warsaw-Nadwilanówka at the River Vistula, which revealed that method of generalised moments should not be used for the Weibull model.

4

Floods in Poland from 1946 to 2001 : origin, territorial extent and frequency

Dobrowolski A., Czarnecka H., Ostrowski J., Zaniewska M.

Polish Geological Institute Special Papers

|

2004

|

Vol. 15

69-76

EN

Based on the data concerning floods on the territory of Poland during the period 1946-2001, the reasons generating floods, the number of regional floods in the rivers catchment systems, and sites of local floods occurrence, were defined. Both types of floods: caused by riverbank overflows, and land flooding by rain or snow-melt water, were considered. In the most cases, the floods were caused by rainfall. They were connected with changes in the rainfall structure within Poland. In each season of the year floods of various origin were observed. When the flood initiating factors appeared simultaneously, the flood grew into a catastrophic size. In present analysis, for the first time in Poland, a large group of local floods has been distinguished. A special attention has been paid to floods caused by sudden flooding of the land (flash flood), including floods in the urban areas - more and more frequent during the recent years. The results of the analyses have provided important data for the assessment of the flood hazard in Poland, and for the creation of a complex flood control strategy for the whole country and/or for selected regions.

PL

Na podstawie zbioru danych z lat 1946-2001 określono przyczyny występowania powodzi w Polsce, liczbę powodzi regionalnych w układzie zlewni rzecznych oraz miejsca wystąpień powodzi lokalnych. Pod uwagę wzięto zarówno powodzie spowodowane wylewem wód po przekroczeniu stanu brzegowego, jak i zalania terenu wodami opadowymi, bądź roztopowymi. Stwierdzono, że większość stanowiły powodzie opadowe, zarówno w przypadku powodzi o zasięgu regionalnym, jak i lokalnym. Jest to spowodowane m.in. przez zmiany zachodzące w strukturze opadów w Polsce. Powodzie o różnej genezie występowały na terenie całego kraju, o każdej porze roku. W przypadkach jednoczesnego wystąpienia kilku czynników generujących powódź, przybierała ona rozmiary katastrofalne. W analizie po raz pierwszy w Polsce wyodrębniono liczną grupę powodzi lokalnych. Szczególną uwagę zwrócono na powodzie spowodowane nagłym zalaniem terenu (flash flood), w tym na powodzie na terenach zurbanizowanych - coraz liczniejsze w ostatnich latach. Wyniki analiz dostarczają istotnych danych do oceny zagrożenia powodziowego w Polsce i opracowania kompleksowej strategii ochrony przeciwpowodziowej - ogólnokrajowej i w skali regionalnej.