区域洪水频率分析

1、区域洪水频率分析区域洪水频率分析 区域洪水频率分析方法区域洪水频率分析方法区域洪水频率分析方法主要步骤：v 确定属于“同一水文分区”的站点；v 综合站点的观测资料得到有关水文参数的区域代表值；v 采用区域参数值推求各个站点的设计洪水区域洪水频率分析方法可以扩充信息量，克服单站样本系列资料短缺的情况，使得设计洪水结果稳健，设计洪水值准确u 频率分析方法本身必须是稳健的，频率分布的选择可以多样化u 在分析比较不同的频率分析方法时，最好采用蒙特卡洛随机模拟法检测频率分布曲线的尾部分布状态、不同站点的观测资料是否具有相关性和判断某种分布曲线是否合适u 分区的依据一般是影响站点洪水频率分布的影响因子，具

2、有相同或相近影响因子的站点可归属于同一个水文分区区域洪水频率分析原则区域洪水频率分析原则u 地理位置相近方法，一般是基于行政区域而划分的u 主观划分法，如根据年平均降雨量或者年最大洪水的发生日期来分区u 客观划分法，首先将所有的站点归为一个或两个分区，然后在根据某个目标原则不断细分u 聚类分析方法，其基本思想是依据代表站点特性的数据向量之间的相似度来决定每个站点应归属于哪一类水文分区识别方法水文分区识别方法分区包含的站点个数太少，区域频率分析所推求的设计洪水的精度不够；分区包含的站点个数太多，很难满足均匀性要求数据检查的目的是发现数据是否有明显的错误和不一致；数据是否稳定均匀；是否存在和该组特

3、征相差较大、不一致的离群点(outlier)11()()3TiiiDN uuAuu数据检查数据检查主要依据各个站点的特征因子或聚类因子来判断非一致性，一般以三个线性矩（L-Cv，L-Cs和L-Ck）作为特征因子，不一致性测度Di计算公式如下：其中 ，11NiiuNu1()()NTiiiAuu uu如果Di 大于某一临界值，就可判别第i 个站点和其它点不一致，是离群点，应该从改组中剔除均匀性(homogeneity)是指每个站点的洪水频率分布曲线的线型应该是基本上一样的水文分区均匀性水文分区均匀性一般以能够反映频率分布曲线特征的测度为判断指标，在均匀水文分区里应该是一个常数。可取作一个重现期为1

4、0年的事件，然后除以均值；也可是线性矩变差系数L-Cv、线性矩偏态系数L-Cs和线性矩峰态系数L-Ck的组合建议选择线性矩变差系数L-Cv作为均匀性检验测度，因为L-Cv的站点之间离散程度对设计洪水的精度的影响要比L-Cs和L-Ck的大水文分区均匀性检验主要有S值检验方法和H值检验方法( )( )21()NiRiS均匀性检验方法均匀性检验方法()S值检验方法根据假设的区域频率曲线线型，如Gumbel分布、GEV分布和Kappa分布，推求出S的“零分布”(null distribution)。若是S的观测值落在的“零分布”的尾巴上，则拒绝“水文分区是均匀的”这个假设其中 表示第i个站点的估计值；

5、 表示区域估计值( )i( )R检验统计参数S 定义为的单站估计值和区域估计值之差，数学表达式为：()VVVH均匀性检验方法均匀性检验方法()H值检验方法如果H1则认为该水文分区是均匀的；如果1H2则认为该水文分区可能是非均匀的；如果H2则认为该水文分区肯定是非均匀的基本步骤：根据所估计的区域频率曲线，模拟Nsim个随机样本，其中每个模拟样本具有和分区内实测样本相同的样本容量；计算每个模拟样本的值对应的离散程度V以及Nsim个V值的均值V和均方差V；最后推求非均匀性测度H：其中反映离散程度的指标V定义为：1/2( )211() /NNiRiiiiVnn假定“同一水文分区”有N个水文测站，第i个

6、站点的年最大洪峰流量资料长度记为ni，观测的洪峰系列记为Qij，j=1,.ni，i=1,N。记Qi(P)为第i个站点处超过概率为P(0P1)的设计洪水，根据标度洪水法得出：标度洪水法标度洪水法式中i即为第i个站点标度洪水(index flood)，一般取值为该站点的洪水频率分布曲线的期望值EQ或者中值Qmed，其估计值为洪水样本的均值或者中值；q(P)被称为区域频率曲线(regional growth curve)。( )( )iiQ Pq P标度洪水法是一种常用的区域频率分析方法，主要思想如下：u 同一站点的观测值服从同一分布u 同一站点的观测值之间相互独立，不存在时序相关u 不同站点的观测值之间相互独立u “同一水文分区”的不同站点之间除了洪水尺度系数不同之外洪水频率分布曲线的线型和参数是完全一样的u 区域频率曲线的数学表达式是正确的标度洪水法主要假设标度洪水法主要假设1/16估计每个站点qi序列的分布参数，估计值记为估计区域频率曲线参数值，将流域分区，并无因次化洪水样本序列，计算超过概率P对应的设计洪水，估计