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混合概率分布函数的选择及应用分析

时间:2023-10-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在对中等重现期的估计值方面和混合P-Ⅲ分布的估计结果相差不大。图5.2武江流域年最大日流量混合分布与传统P-Ⅲ分布频率曲线表5.4传统P-Ⅲ分布和混合分布AIC拟合检验值对比注 坪石站、犁市站最优混合分布分别为P-Ⅲ、LN2。

混合概率分布函数的选择及应用分析

以1991年为序列分割年份,对坪石站、犁市站的流量序列进行8种混合分布线型的拟合,其中2006年的最大日流量做特大值处理。运用线性矩法分别估计变化环境前后分割洪水序列频率分布函数的参数,权重系数由变化环境前序列所占全部序列的比重求得(表5.1),以AIC方法进行拟合优度检验(表5.2)。

表5.1 武江流域8种混合分布参数

表5.2 武江流域8种混合分布AIC拟合检验值对比

坪石站P-Ⅲ混合分布拟合最好,P-Ⅲ混合分布与高水尾端拟合较好,厚尾LP3混合分布高估大洪水点据;犁市站LN2混合分布拟合最好,LP3混合分布会高估大洪水点据。各站最优分布对水文极值的描述更符合实际(图5.1)。这里选用最优分布来研究年最大日流量变化特征。

5.2.3 混合分布与传统P-Ⅲ分布对比

用传统P-Ⅲ分布对坪石站、犁市站的全部流量序列进行拟合,其中2006年的最大日流量做特大值处理。运用线性矩法分别估计分布函数的参数(表5.3),以AIC方法进行拟合优度检验(表5.4)。

图5.1 武江流域年最大日流量8种混合分布频率曲线

表5.3 武江流域传统P-Ⅲ分布参数

将传统P-Ⅲ分布与各站最优混合分布及混合P-Ⅲ分布频率曲线进行对比,分析其差异性(图5.2)。对比拟合检验值可以发现混合分布模型与实际点据的拟合比传统的单分布模型更优,尤其是高水端点据拟合(表5.4和图5.2)。在对中等重现期的估计值方面和混合P-Ⅲ分布的估计结果相差不大。坪石站和犁市站混合P-Ⅲ分布拟合效果优于传统P-Ⅲ分布。(www.xing528.com)

图5.2 武江流域年最大日流量混合分布与传统P-Ⅲ分布频率曲线

表5.4 传统P-Ⅲ分布和混合分布AIC拟合检验值对比

注 坪石站、犁市站最优混合分布分别为P-Ⅲ、LN2。

洪水频率曲线线型的选择与洪水序列的偏态系数Cs、变差系数Cv有较大关系[9]。通常,在正偏情况下,当Cs越大,频率曲线的中部越向左偏,且高水端上段越陡,下段越平缓。随着Cs和Cv的增大,频率曲线高水端会越来越陡[10]

分别计算坪石站、犁市站变化环境前后分段洪水极值序列的Cv和Cs。从年最大日流量Cs变化过程探讨洪水频率分布线型特征演变规律。以犁市站为例,变化环境后自1992年以来年最大日流量Cs显著增大(表5.5)。参数变化表明选用不同的流量时间序列估计的线型参数有较大差异[9]。变化环境后Cs增大使洪峰序列拟合得到的线型尾部更高(图5.2),导致最后计算的设计洪水也不一致。最优混合分布由于对序列参数的变化更加灵敏,高水尾端更陡,比传统P-Ⅲ分布更能反映洪水频率特征。

表5.5 变化环境前后年最大日流量序列Cs和Cv

不同重现期对应的流量变化:不同频率分布线型设计洪峰有所差异(表5.6)。坪石站当重现期小于70年时,混合P-Ⅲ分布和传统P-Ⅲ分布的设计洪峰差异度小于5%;当重现期大于200年时,差异度达到10.98%以上,且差异度随重现期增大而增大。犁市站当重现期大于90年时,混合LN2分布与传统P-Ⅲ分布的设计洪峰差异度达5.24%;当重现期大于200年时,差异度达到8.25%以上。年最大日流量和设计流量变化原因分析详见第3章。

表5.6 武江流域传统P-Ⅲ分布和混合分布设计流量值 单位:m3/s

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