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华南沿海湿润区洪水频率计算方法探索

时间:2023-10-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:变化环境后超过特定门限值流量的洪水年均发生次数明显增多,洪涝极端事件主要反映在发生的量级和频率上[1]。变化环境后武江流域年内第二、第三大洪峰远大于变化环境前年最大洪峰,且大于特定阈值的洪水年内已发生多次。本章根据独立性准则和POT门限值选取标准分别确定变化环境前后门限值,并对不同门限值情景下不连续POT系列进行拟合线型对比。

华南沿海湿润区洪水频率计算方法探索

气候变化人类活动影响下,世界众多江河水文情势已发生显著变化,水文极值事件频发[1-2]。1960年以来中国主要极端气候事件的出现频率和强度呈现加强趋势[3]。20世纪90年代以来,中国华南地区一些河流几乎年年出现重现期超20年一遇甚至50年一遇的洪水[4]。变化环境后超过特定门限值流量的洪水年均发生次数明显增多,洪涝极端事件主要反映在发生的量级和频率上[1]。采用传统年最大值(AMS)取样,会忽略变化环境后的年内第二、第三大洪峰,尽管它们普遍比变化环境前洪水量级要大得多。以POT系列为样本的洪水频率分析方法是选取大于指定门限值的洪水观测值为样本进行分析。POT模型同时考虑了超定量年发生次数分布模型和超定量分布模型,比AMS法能更完整、更灵活地描述洪水及其产生过程[5]。Khaliq等[6]借鉴IPCC研究成果,指出在变化环境下,传统频率分析的结果将受到质疑,并将POT模型作为一种适合变化环境的频率分析方法。以往POT洪水频率研究主要集中于洪峰样本独立性判别和POT系列门限值的确定方面[5-6],门限值选取主要有年均超定量发生次数μ法、超定量样本均值法和分散指数法等[5]。Lang等[5]提出应通过超定量样本均值法和分散指数法确定门限值区间,并选择满足μ>2或μ>3的较大门限值[5]。关于年均超定量发生次数也有不同看法,Cunnane[7]认为用指数分布时μ应大于1.65,Begueria[8]指出μ常取1.2~5,中国学者多通过试算将μ控制在2~3。戴昌军等[9]总结POT系列频率分析的关键是门限值的选择和样本的筛选,对设计洪水计算精度影响很大。然而,目前已有的POT抽样方法更多地只关注门限值平稳不变的情况,变化环境后洪水门限值已经发生改变,不考虑门限值变化会对准确估算洪水重现期造成影响,相关研究较少。变化环境后武江流域年内第二、第三大洪峰远大于变化环境前年最大洪峰,且大于特定阈值的洪水年内已发生多次。东江流域水库修建后年最大洪峰远小于水库修建前年第二、第三大洪峰,且超过特定阈值的洪水年内发生次数已明显减少。本章根据独立性准则和POT门限值选取标准分别确定变化环境前后门限值,并对不同门限值情景下不连续POT系列进行拟合线型对比。以期解决以下问题:变化环境前后门限值和洪水发生次数变化规律;变化环境下不同门限值选取对设计流量结果的影响及门限值优选。(www.xing528.com)

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