區(qū)域洪水頻率分析

1、區(qū)域洪水頻率分析區(qū)域洪水頻率分析 區(qū)域洪水頻率分析方法區(qū)域洪水頻率分析方法區(qū)域洪水頻率分析方法主要步驟：v 確定屬于“同一水文分區(qū)”的站點；v 綜合站點的觀測資料得到有關(guān)水文參數(shù)的區(qū)域代表值；v 采用區(qū)域參數(shù)值推求各個站點的設(shè)計洪水區(qū)域洪水頻率分析方法可以擴充信息量，克服單站樣本系列資料短缺的情況，使得設(shè)計洪水結(jié)果穩(wěn)健，設(shè)計洪水值準(zhǔn)確u 頻率分析方法本身必須是穩(wěn)健的，頻率分布的選擇可以多樣化u 在分析比較不同的頻率分析方法時，最好采用蒙特卡洛隨機模擬法檢測頻率分布曲線的尾部分布狀態(tài)、不同站點的觀測資料是否具有相關(guān)性和判斷某種分布曲線是否合適u 分區(qū)的依據(jù)一般是影響站點洪水頻率分布的影響因子，具

2、有相同或相近影響因子的站點可歸屬于同一個水文分區(qū)區(qū)域洪水頻率分析原則區(qū)域洪水頻率分析原則u 地理位置相近方法，一般是基于行政區(qū)域而劃分的u 主觀劃分法，如根據(jù)年平均降雨量或者年最大洪水的發(fā)生日期來分區(qū)u 客觀劃分法，首先將所有的站點歸為一個或兩個分區(qū)，然后在根據(jù)某個目標(biāo)原則不斷細(xì)分u 聚類分析方法，其基本思想是依據(jù)代表站點特性的數(shù)據(jù)向量之間的相似度來決定每個站點應(yīng)歸屬于哪一類水文分區(qū)識別方法水文分區(qū)識別方法分區(qū)包含的站點個數(shù)太少，區(qū)域頻率分析所推求的設(shè)計洪水的精度不夠；分區(qū)包含的站點個數(shù)太多，很難滿足均勻性要求數(shù)據(jù)檢查的目的是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是否有明顯的錯誤和不一致；數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定均勻；是否存在和該組特

3、征相差較大、不一致的離群點(outlier)11()()3TiiiDN uuAuu數(shù)據(jù)檢查數(shù)據(jù)檢查主要依據(jù)各個站點的特征因子或聚類因子來判斷非一致性，一般以三個線性矩（L-Cv，L-Cs和L-Ck）作為特征因子，不一致性測度Di計算公式如下：其中 ，11NiiuNu1()()NTiiiAuu uu如果Di 大于某一臨界值，就可判別第i 個站點和其它點不一致，是離群點，應(yīng)該從改組中剔除均勻性(homogeneity)是指每個站點的洪水頻率分布曲線的線型應(yīng)該是基本上一樣的水文分區(qū)均勻性水文分區(qū)均勻性一般以能夠反映頻率分布曲線特征的測度為判斷指標(biāo)，在均勻水文分區(qū)里應(yīng)該是一個常數(shù)。可取作一個重現(xiàn)期為1

4、0年的事件，然后除以均值；也可是線性矩變差系數(shù)L-Cv、線性矩偏態(tài)系數(shù)L-Cs和線性矩峰態(tài)系數(shù)L-Ck的組合建議選擇線性矩變差系數(shù)L-Cv作為均勻性檢驗測度，因為L-Cv的站點之間離散程度對設(shè)計洪水的精度的影響要比L-Cs和L-Ck的大水文分區(qū)均勻性檢驗主要有S值檢驗方法和H值檢驗方法( )( )21()NiRiS均勻性檢驗方法均勻性檢驗方法()S值檢驗方法根據(jù)假設(shè)的區(qū)域頻率曲線線型，如Gumbel分布、GEV分布和Kappa分布，推求出S的“零分布”(null distribution)。若是S的觀測值落在的“零分布”的尾巴上，則拒絕“水文分區(qū)是均勻的”這個假設(shè)其中 表示第i個站點的估計值；

5、 表示區(qū)域估計值( )i( )R檢驗統(tǒng)計參數(shù)S 定義為的單站估計值和區(qū)域估計值之差，數(shù)學(xué)表達式為：()VVVH均勻性檢驗方法均勻性檢驗方法()H值檢驗方法如果H1則認(rèn)為該水文分區(qū)是均勻的；如果1H2則認(rèn)為該水文分區(qū)可能是非均勻的；如果H2則認(rèn)為該水文分區(qū)肯定是非均勻的基本步驟：根據(jù)所估計的區(qū)域頻率曲線，模擬Nsim個隨機樣本，其中每個模擬樣本具有和分區(qū)內(nèi)實測樣本相同的樣本容量；計算每個模擬樣本的值對應(yīng)的離散程度V以及Nsim個V值的均值V和均方差V；最后推求非均勻性測度H：其中反映離散程度的指標(biāo)V定義為：1/2( )211() /NNiRiiiiVnn假定“同一水文分區(qū)”有N個水文測站，第i個

6、站點的年最大洪峰流量資料長度記為ni，觀測的洪峰系列記為Qij，j=1,.ni，i=1,N。記Qi(P)為第i個站點處超過概率為P(0P1)的設(shè)計洪水，根據(jù)標(biāo)度洪水法得出：標(biāo)度洪水法標(biāo)度洪水法式中i即為第i個站點標(biāo)度洪水(index flood)，一般取值為該站點的洪水頻率分布曲線的期望值EQ或者中值Qmed，其估計值為洪水樣本的均值或者中值；q(P)被稱為區(qū)域頻率曲線(regional growth curve)。( )( )iiQ Pq P標(biāo)度洪水法是一種常用的區(qū)域頻率分析方法，主要思想如下：u 同一站點的觀測值服從同一分布u 同一站點的觀測值之間相互獨立，不存在時序相關(guān)u 不同站點的觀測值之間相互獨立u “同一水文分區(qū)”的不同站點之間除了洪水尺度系數(shù)不同之外洪水頻率分布曲線的線型和參數(shù)是完全一樣的u 區(qū)域頻率曲線的數(shù)學(xué)表達式是正確的標(biāo)度洪水法主要假設(shè)標(biāo)度洪水法主要假設(shè)1/16估計每個站點qi序列的分布參數(shù)，估計值記為估計區(qū)域頻率曲線參數(shù)值，將流域分區(qū)，并無因次化洪水樣本序列，計算超過概率P對應(yīng)的設(shè)計洪水，估計