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洪水系列分析与水资源评价

【摘要】:洪水系列代表性优劣,一般是指系列能否反映洪水总体统计特性的程度。洪水系列代表性分析,目前仍缺乏有效的方法,可根据资料条件采用下列途径:通过历史洪水分析洪水系列的代表性。提高洪水系列代表性的基本途径是增加洪水系列的信息量,历史洪水调查、考证和分析、估计,以及洪水系列的插补延长,都是提高洪水系列代表性的重要途径。通过邻近站长期资料分析洪水系列的代表性。

对于各类水利水电工程来说,设计洪水成果的实际误差,或正或负,或大或小,主要取决于所掌握的样本代表性。洪水系列代表性优劣,一般是指系列能否反映洪水总体统计特性的程度。只有当洪水系列中各种量级洪水的频率特性接近于总体分布时,设计洪水成果才具有可靠的精度。

一个代表性较好的洪水系列,应比较均匀地包含有各种量级的洪水,才能较好地代表总体,避免频率分析成果的系统偏差。但是,对水文观测系列来说,真正的总体是很难知道的,通常只能通过一些旁证判断短系列样本的代表性。

洪水系列代表性分析,目前仍缺乏有效的方法,可根据资料条件采用下列途径:

(1)通过历史洪水分析洪水系列的代表性。提高洪水系列代表性的基本途径是增加洪水系列的信息量,历史洪水调查、考证和分析、估计,以及洪水系列的插补延长,都是提高洪水系列代表性的重要途径。例如,某站有1941~1970年的30年实测资料,还调查到自1911年以来的60年中,发生过1931年、1917年、1923年、1933年、1939年、1943年等6年较大的洪水,而实测的1956年洪水则为60年中首位的特大洪水。此外,还有1926年、1960年2个大旱年份。另从文献资料中了解到自公元1500年以来的470年中,发生严重水旱灾害的次数为:特大洪水8次,较大洪水47次,大旱年15年,即特大洪水平均60年发生一次,较大洪水平均10年发生一次,大旱年30多年发生一次。根据以上30年和60年长短系列比较,实测30年资料中具有一个特大洪水和一个次大洪水,而1911~1970年60年系列中,则除一个特大洪水外,还具有6次大洪水,与470年的平均情况相接近,因此可以认为这60年系列具有较好的代表性。从上例说明,通过把实测资料和调查考证资料进行对比,尽管某些年份的历史洪水不能定量,但可以帮助我们对样本系列的代表性作出判断,特别是能着重检查其中所含大洪水的次数,究竟偏多还是偏少,以及首位或首几位大洪水的量级是否偏小或者过分突出。

(2)通过邻近站长期资料分析洪水系列的代表性。例如,甲站仅有(1951~1970年)共20年实测记录,而邻近流域的乙站有50年(1921~1970年)实测记录。经过历史洪水调查,两站近百年内发生的首几位大洪水年份基本一致,故可认为两站的关系较密切;又通过历史文献资料分析,乙站的50年资料系列具有一定的代表性,则可以利用乙站的50年实测资料以及与甲站同期20年资料,分别计算长短系列的统计参数。如长短系列的统计参数比较接近,则可认为该20年的短系列是具有代表性的;如有差异,则应与本站系列进行对比,以判断本站较短系列是否处于洪水偏大或偏小时期。

(3)当本站洪水系列较长时,可将洪水系列按实际发生年份排列,以分析各个时期各种特征量级洪水(如特大、大、较大、一般洪水等)的频次规律,以便判断本站的代表性。