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洪水超定量序列频率分析计算

王剑峰  
【摘要】: 传统的洪水频率分析方法选用年最大洪水值系列作为分析样本,但由于水文站点观测系列长度一般仅有几十年,在估计百年甚至千年一遇洪水时,资料系列短暂问题严重,影响设计洪水计算精度。超定量(POT—Peak Over Threshold)洪水分析法通过选定一个门限值,将超过该值的所有独立洪峰选为样本进行频率分析,从而增加了样本长度,能够提高洪水频率分析精度。 本文查阅了近年来国内外洪水超定量研究的文献,从超定量研究的样本选择、超定量模型的优选和超定量频率分析三个方面进行了系统研究,并在此基础上对拟合优度检验理论、常规参数估计方法、智能参数估计方法、复合极值理论等进行了研究与应用,最终编制了一整套相关的软件。本文的主要研究结果如下: (1)总结了国内外超定量研究现状及最新发展趋势,介绍了正态分布类,r分布类,极值分布类,Wakeby分布类,Logistic分布类的概率分布函数在超定量洪水频率分析中的应用,同时采用常规参数计算方法与智能优化算法对五大分布类概率分布函数的参数进行了计算。 (2)介绍了the Kolmogorov-Smirnov (K-S) statistic、Cramer-von Mises (C-M) statistic、Aderson-Darling (A-D) statistic、modified weighted Watson (M-W-W)statistic、Liao and Shimokawa (L-S) statistic五种频率线型拟合优度检验的方法,并分别对以上五类分布线型进行拟合优度检验,通过编制计算机程序,计算了不同分布条件下的拟合优度检验临界值。 (3)依据复合极值理论,将泊松分布与五大分布类概率函数结合,推导得到了不同分布类的年最大超定量洪水计算公式,并编制了计算机程序进行年最大超定量洪水计算。 (4)以延河、渭河流域12个测站的洪水资料系列为研究背景,对每个测站资料按9种不同分布,分别进行超定量洪水频率分析,计算得到了各分布的参数,并进行了频率曲线拟合优度检验,通过统计分析,获得了适用于延河、渭河流域洪水超定量频率分析最优分布模型和参数估计方法。


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