應用分量迴歸建立懸浮載輸砂量機率分佈

Translated title of the thesis: Probabilistic estimation of suspended sediment load using quantile regression
  • 陳 亭如

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

台灣位於歐亞板塊交界處,平均地勢陡峭且地質活動頻繁,每逢夏季颱風時節,強大豪雨易造成土石崩塌災害,使得河川輸砂量增加。河川輸砂量是水資源規劃與管理重要數據之一,因其會影響公共給水的淨化處理、水庫的泥沙淤積、河床的沖刷或淤積等。現行對於河川懸浮載 (suspended sediment load) 的推估多半利用有限的流量與懸浮載濃度觀測值建立率定曲線 (rating curve) ,以推估無施測之懸浮載值。由於產生懸浮載的成因眾多,只利用流量來推估無法避免流量與懸浮載間的關係呈現散佈的情況,而率定曲線推估值亦無法了解推估值的不確定性,因此以機率方式推估河川懸浮載為本文主要的研究目的。 本文首先以分量迴歸 (quantile regression) 建立日平均流量與懸浮載輸砂量間不同分量之迴歸線,其次建立不同流量之懸浮載輸砂量累積機率函數 (cumulative distribution function CDF),進而轉換為懸浮載輸砂量機率質量函數 (probability mass function PMF),即可利用摺積定理推估年懸浮載輸砂量機率分佈,及推估其平均值、眾數及中位數等統計量的中央趨向值。 本研究選用台灣地區北、中、南、東四個區域之蘭陽大橋站、桶頭站、荖濃站、仁壽橋站至少50年之日平均流量和懸浮載輸砂量觀測資料,除建立率定曲線外,並以分量迴歸推估日懸浮載輸砂量之機率分佈。結果顯示分量迴歸推估之懸浮載輸砂量中位數推估值平均絕對誤差最小,且利用同樣方法推估年懸浮載輸砂量及年懸浮載機率分佈及其三種不同統計量,若欲以一值代表懸浮載輸砂量,本研究建議以分量迴歸推估之懸浮載輸砂量中位數之推估值代表最佳,因此以本研究所建議之分量迴歸模式較率定曲線模式能提供更詳細的資訊於水資源規劃。
Date of Award2014 Jan 15
Original languageChinese
SupervisorJenq-Tzong Shiau (Supervisor)

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