首页 理论教育主要步骤:水文分析计算与水资源评价中的适线法

主要步骤:水文分析计算与水资源评价中的适线法

【摘要】:5.5.3.1主要步骤我国水文计算和设计洪水规范规定,频率曲线P-Ⅲ型的均值、变差系数Cv和偏态系数Cs的估计步骤为:采用矩法或其他参数估计法,初步估计统计参数,作为适线法的初值。

5.5.3.1 主要步骤

(1)采用矩法或其他参数估计法,初步估计统计参数,作为适线法的初值。

(2)采用适线性(实际上是图解法)调整初值。调整时可选用适线准则(目标函数)求得统计参数(图解分析法),也可用经验适线性(经验图解法)求之。当采用经验适线法时,应根据经验点据精度差异,尽可能考虑全部点据。拟合不好时,根据设计要素和设计目的,对不同点据侧重程度不同:洪水频率计算侧重考虑较可靠的大洪水点据。

(3)适线调整后的统计参数应据本站洪峰、不同时段洪量统计参数和设计值的变化规律,以及上下游、干支流和邻近流域各站的统计参数分析比较,并结合本流域和邻近地区水文气象特征进行合理性论证,必要时可作适当调整。

“多种方法、综合分析、合理选定”统计参数和设计值,是长江流域大中型水电工程规划设计一直坚持的原则,也是水文计算和设计洪水规范的基本要求。

5.5.3.2 目标函(图解分析)适线法

(1)离差平方和最小准则。常称最小二乘法,取经验点据与拟绘的频率曲线同频率纵坐标之差的平方和最小,其目标函数为

式中:φ为离均系数,是Pi和Cs的函数,有现成表可查用。

取目标函数极值最小,即

其解即为该准则(最小二乘)的参数估计值。

(2)离差绝对值和最小准则。

目标函数为

符号意义同上。通常采用直接搜索法得到参数的数值解。

(3)相对离差平方和最小准则。

目标函数为

上述准则在实际工作中如何选用,尚无确切的结论,主要有赖于样本的原始误差。误差方差与观测值变化无关,可考虑采用准则(1),但实测资料并非如此,不同测验方法,例如流速仪法和浮标法,精度不同,历史调查洪水精度较实测值差。准则(2)取决于点据的绝对误差,虽然绝对误差大的点据影响较准则(1)小,但仍对参数估计的精度有一定影响。准则(3)取水文系列的相对误差,实测资料相对误差通常变化不大,因此相对而言,准则(3)较优于准则(1)和准则(2)。

5.5.3.3 经验(图解)适线法

经验适线时应首先考虑多数点据,拟合曲线需通过点群中心,设计洪水时,侧重考虑中等以上洪水点据;其次,顾及点据的精度,包括纵标和横标的精度,侧重考虑精度较可靠的点据;此外,采用历史洪水时,需要依据其数值(纵标)和重现期(横标)的可能变动范围适点配线,以扬长(延长系列长度)避短(精度可能欠缺)。

此法可充分体现水文设计人员对河流水文特性和水文要素统计特征的知识和经验,是我国普遍应用的方法,但不足之处是难以避免参数估计成果因人而异。