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桥涵水文学中的偏态系数Cs解析

【摘要】:变差系数Cv只能反映系列的离散程度,不能反映系列中大于均值的变量出现的次数多,还是小于均值的变量出现的次数多,而偏态系数或称偏差系数Cs正是表明这种对比情况的一个特征值。图3-8Cs对密度曲线的影响图3-9Cs对频率曲线的影响水文现象大多属于正偏分布,即Cs>0,说明水文变量出现取值大于均值的机会比取值小于均值的机会少。因此通常密度曲线的峰偏左,且随Cs值的增大而偏左愈甚。

变差系数Cv只能反映系列的离散程度,不能反映系列中大于均值的变量出现的次数多,还是小于均值的变量出现的次数多,而偏态系数或称偏差系数Cs正是表明这种对比情况的一个特征值。也就是说Cs是衡量随机变量的分布在均值两边是否对称以及不对称(偏态)程度的参数,是无因次数。Cs可按式(3-12)计算:

利用样本计算时,则采用式(3-13)

当随机变量在均值两边分布对称时,Cs=0,称正态分布,此时随机变量大于均值与小于均值的出现机会相等,亦即均值所对应的频率为50%。当系列对于均值不对称时,Cs≠0,若正离差的立方占优势时,Cs>0,称为正偏;当负离差的立方占优势时,Cs<0,称负偏。

例如,有一系列:300,200,185,165,150,其均值,均方差σ=52.8,按式(3-12)计算得Cs=1.59>0,属正偏情况。从该系列可以看出,大于均值的只有一项,小于均值的则有三项,但Cs却大于0,这是因为大于均值的项数虽少,其值却比均值大得多,离差的三次方就更大;而小于均值的各项离差的绝对值都比较小,三次方所起的作用不大。

Cs的变化对密度曲线和频率曲线的影响如图3-8、图3-9所示。(www.chuimin.cn)

图3-8 Cs对密度曲线的影响

图3-9 Cs对频率曲线的影响

水文现象大多属于正偏分布,即Cs>0,说明水文变量出现取值大于均值的机会比取值小于均值的机会少。因此通常密度曲线的峰偏左,且随Cs值的增大而偏左愈甚。反映在频率曲线上,Cs>0时,曲线上凹,且Cs愈大,曲线凹势愈显著,也即上段愈陡,而下段愈平缓。

掌握以上参数对频率曲线的影响,在后面将要讲到的用配线法绘制频率曲线时,可避免修改参数的盲目性。