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水文分析计算与水资源评价:参数估计方法探讨

【摘要】:矩法是传统的参数估计方法,无需先确定频率曲线线型,简便易行,因而在水文频率计算中得到广泛使用。矩法难以资料精度为权重,这也是其他估计方法难以摆脱的问题。我国使用时间长、经验丰富,从工程设计和运行看,以适线法为主的水文频率曲线参数估计方法较为成熟。综上所述,水文频率曲线参数“真值”难求,精度较高的近似值是可求的,衡量参数估计精度的标准应是设计值,而非参数本身。

矩法是传统的参数估计方法,无需先确定频率曲线线型,简便易行,因而在水文频率计算中得到广泛使用。但由样本矩估计总体矩总是偏小,二阶矩较为显著,Cv偏小,三阶矩更甚,Cs偏小很多。

样本容量较大时,求矩误差减小,但水文实测资料不同时期,精度不同,即使同一时期,不同测验条件,不同测验方法,精度也各异,尤其加入历史洪水后,起到延长系列、扩大样本容量的作用,但对精度差的资料,处理不当,会起不好的作用。矩法难以资料精度为权重,这也是其他估计方法难以摆脱的问题。

极大似然法理论上是严谨的,但用之于P-Ⅲ型分布,当Cs≥2时,该法无解;即使Cs<2,由于受系列代表性较差和特小值的影响,有时似然方程无共解,或者估计出的参数误差较大,不宜使用。

概率权重矩和线性矩法从概念上讲,应是可行的,但结合我国实测资料使用的例证不多,且计算方法和运算误差对参数估计的精度影响研究尚不深刻。

适线法以实测资料为依据,以矩法等多种方法估计的参数为初值,从流域或地区水文气象、自然地理特性综合分析,合理选定参数。我国使用时间长、经验丰富,从工程设计和运行看,以适线法为主的水文频率曲线参数估计方法较为成熟。但是,适线准则不易统一,参数成果因人而异的缺陷尚未克服。

综上所述,水文频率曲线参数“真值”难求,精度较高的近似值是可求的,衡量参数估计精度的标准应是设计值,而非参数本身。因此建议:

(1)组织技术力量,对当前国内外使用的主要方法在全国资料条件较好的主要河流进行专题研究,剖析各法的数理内涵和实用性。

(2)根据我国资料条件,分类制定水文频率曲线适线准则,增加合理性、统一性,减小经验性、任意性,为修订技术标准提供依据。