時鐵彬,張敬東,王子成
(吉林省水文水資源局白城分局,吉林白城137000)
較長資料設(shè)計年徑流頻率計算
時鐵彬,張敬東,王子成
(吉林省水文水資源局白城分局,吉林白城137000)
文章在闡述設(shè)計較長年徑流資料頻率的計算過程中,對資料的可靠性、一致性、代表性做了具體的要求,在此基礎(chǔ)上進一步闡述了年徑流資料頻率的分析和計算成果的驗證。
較長資料;年徑流;頻率;計算
水文現(xiàn)象是復(fù)雜的自然現(xiàn)象,其出現(xiàn)的概率無法確知,只能從統(tǒng)計實測水文資料中出現(xiàn)的頻率作出推斷。由于受到所依據(jù)資料的限制,總會帶有一定的誤差。描述水文隨機現(xiàn)象的隨機變量X,一般屬于連續(xù)型。因此,X等于任意數(shù)x的概率是p{X=x}。水文計算中以累積頻率曲線FX(x)~x來描述水文變量的統(tǒng)計特性。一般根據(jù)實測資料通過統(tǒng)計分析推估水文變量的頻率密度函數(shù)fX(x),再對fX(x)積分,可求得水文變量累積頻率函數(shù)FX(x),習(xí)慣上把累積頻率曲線FX(x)簡稱為頻率曲線,fX(x)~x曲線則稱為頻率密度分布曲線。頻率=頻數(shù)/總數(shù)×100%
所謂較長年徑流系列是指設(shè)計代表站的斷面或參證流域斷面有實測徑流系列,其長度不小于《水文資料整編規(guī)范》規(guī)定的年數(shù),即不應(yīng)小于20年。如實測系列小于20年,應(yīng)設(shè)法將系列加以延長;如系列中資料缺測,應(yīng)設(shè)法予以插補;如有較明顯的人類活動影響,應(yīng)進行徑流資料的還原工作。
盡管設(shè)計斷面具有較長期的徑流實測資料,但相對于水文系列總體,實測資料系列仍僅是一個樣本。為能從實測資料推求徑流總體的統(tǒng)計規(guī)律,首先應(yīng)當對資料的可靠性、一致性、代表性進行審查。
2.1 可靠性
資料可靠性審查的目的是排除資料中可能存在的錯誤。可靠性審查一般可了解和審查該水文測站的測驗方法、精度,測流斷面有關(guān)情況,資料整編方法和資料整編成果的質(zhì)量,以及是否按照水量平衡關(guān)系對資料了進行檢驗。
2.2 一致性
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計法進行年徑流的分析計算時,一個重要的前提是年徑流系列應(yīng)具有一致性。就是說組成該系列的流量資料,都是在同樣的測驗條件、同樣的下墊面條件和同一測流斷面上測得的。其中測驗條件也很重要,要加以考慮。人類活動影響下墊面的改變,有時卻很顯著,是影響資料一致性的主要因素,需要重點進行考慮,要通過對資料的還原計算,使全部系列建立在同一基礎(chǔ)上。測流斷面位置有時可能發(fā)生變動,當對徑流量產(chǎn)生影響時,需要改正至同一斷面的數(shù)值。
2.3 代表性
年徑流系列的代表性,是指該樣本對年徑流總體的接近程度,如接近程度較高,系列的代表性較好,頻率分析成果的精度也較高,反之就較低。因此,在進行年徑流頻率分析之前,還應(yīng)進行系列的代表性分析。
按照統(tǒng)計規(guī)律,容量大的樣本其代表性較容量小的樣本好。因此,可以將樣本資料與更長期的資料進行比較,以檢驗實測資料的代表性。
進行資料審查后,如年徑流資料符合可靠性、一致性、代表性要求,則可進行頻率計算與分析,求得年徑流量分布的統(tǒng)計參數(shù),以及頻率曲線。由該曲線可求得符合一定頻率的年徑流量。頻率計算采用配線法,應(yīng)重點針對年徑流特性,注意一些應(yīng)予以注意的事項。
3.1 選 樣
當年徑流資料經(jīng)過審查、插補延長、還原計算和資料可靠性、一致性、代表性論證后,應(yīng)按逐年逐月統(tǒng)計其徑流量,組成年徑流系列和月徑流系列。
在水資源利用過程中,為便于水資源的調(diào)度運用,常采用另一種分界的方法,即按水利年度劃分。
3.2 線型與參數(shù)估算
經(jīng)驗表明,大多數(shù)河流的年徑流頻率分析,可以采用皮爾遜Ⅲ型頻率分布曲線。
皮爾遜Ⅲ型年徑流頻率曲線有3個參數(shù),其中均值一般直接采用矩法計算值;變差系數(shù)可先用矩法估算,并根據(jù)適線擬合最優(yōu)的準則進行調(diào)整;偏態(tài)系數(shù)一般不進行計算,而直接采用 的倍比,絕大多數(shù)河流可采用。在進行頻率適線和參數(shù)調(diào)整時,可側(cè)重考慮平、枯水年份年徑流點群的趨勢。
4.1 參數(shù)的定量應(yīng)注意參照地區(qū)綜合分析成果
對中小流域設(shè)計斷面徑流系列計算的統(tǒng)計參數(shù),有時也會帶來偶然性。因此在有條件時,應(yīng)注意和地區(qū)綜合分析的統(tǒng)計參數(shù)成果進行合理性比較,特別是在系列較短時更應(yīng)注意??筛鶕?jù)已制定的中小河流年徑流深和的等值線圖,作為重要的參考資料。
4.2 歷史枯水年徑流的考證和引用
如果在實測年徑流系列以外,還能考證到歷史上曾經(jīng)發(fā)生過更枯的年徑流時,應(yīng)進一步考證其發(fā)生的重現(xiàn)期,并點繪到年徑流頻率圖上,可以起到控制頻率曲線合理外延的作用。
1002-0624(2016)09-0041-01
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2016-05-21