暴雨选样与频率分布模型及其应用

暴雨选样方法按机率概念分可分为年最大值法与非年最大值法(年超大值法、超定量法与年多个样法)两类.本文论证不同选样方法的关系及其相应频率分布计算,指出改用年最大使法后频率分布计算要改用相应的模型,并对雨水道设计重现期也要做一些修正,这样才能获得相当于现行的计算强度,否则会产生频率模型与选样方法不协调、计算暴雨强度偏低等不合理现象.本文提出的论证与计算方法为改用年最大值法选样提供了实用条件.     

陕西省泾、渭河流域短历时暴雨频率分布研究

研究短历时暴雨频率分布可为小流域暴雨分析计算提供科学依据,对城市排涝和山洪灾害防治具有重要意义。以陕西省泾河和渭河流域39个气象站1981—2017年8个统计时段年最大值暴雨序列为基础,以概率点据相关系数法(PPCC)和拟优绝对值准则法(MAE)为评价标准,结合计算暴雨量与实测暴雨量相关图,以皮尔逊-Ⅲ型分布、指数分布、正态分布、广义极值分布、广义帕累托分布和耿贝尔分布为备选频率分布对陕西省泾河和渭河流域短历时暴雨频率分布进行研究,同时对矩法、线性矩法和极大似然法3种参数估算方法进行对比分析。结果表明:各频率分布采用线性矩法估算参数后的计算值与实测值之间误差最小,表现出了很好的适用性,是频率分布参数估算的最佳方法;PPCC法相较于MAE法的最优频率分布集中,在区域频率分布选择时适用性更强;广义极值分布为最优分布的暴雨序列数和气象站点数均远多于其他分布,表现出明显优势,可作为陕西省泾河和渭河流域短历时暴雨频率计算的理论频率分布。     

扬州市短历时暴雨强度公式参数推求

根据扬州市主城区雨量站27年(1985～2011)的暴雨整编资料,采取年最大值法建立数理统计样本,采用皮尔逊-Ⅲ型频率曲线对所选样本进行拟合,得出暴雨强度i-降雨历时t-重现期p的关系,根据此关系表,运用SPSS统计软件计算暴雨强度公式各参数并进行精度分析,从而得到扬州市各重现期的暴雨强度分公式及暴雨强度总公式。结果表明:该方法拟合精度高,适用于其他同类型城市暴雨强度公式的编制。     

不同拟合方法推求暴雨强度公式研究

人口大县沭阳县一直借用临近城市的暴雨公式,急需编制能反映本地降雨规律的暴雨强度公式,为其城市排水防涝系统规划和设计提供科学依据。基于沭阳县气象站1981-2015年共计35a的自记暴雨雨量资料,选取11个降雨历时的年最大值作为实测样本,分别基于P-Ⅲ型分布、指数分布和耿贝尔分布进行理论频率曲线分析,确定重现期-降雨强度-历时关系推求暴雨强度公式,绘制新公式和现行采用公式的暴雨强度-历时-重现期关系曲线进行对比分析。结果表明:新公式与现行采用公式的计算结果相差较大,因此有必要对沭阳县进行暴雨强度公式重新编制。     

皮尔逊Ⅲ型曲线在风速频率计算中的应用

１引言广东省面临南海，全省大陆海岸线长３３６８ｋｍ，是我国沿海受台风侵扰最频繁的地区。海堤建设任重道远。波浪在海堤上的爬高是决定海堤设计高程的三大要素之一，其计算公式都与风速相关。为使海堤设计高程的选定，能较大程度地符合实际，须研究选用与海堤设计标准...     

城市暴雨强度公式复核 −以杭州主城区为例

在气候变化与快速城镇化共同影响下,很多城市暴雨特性发生变化,现行的暴雨强度计算公式可能不再适用,需要复核和更新。以杭州市主城区为例,根据钱塘江江畔闸口站1982—2022年降雨极值资料,分别选用皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布曲线进行线型拟合,采用粒子群优化算法推求暴雨强度公式参数,与现行规范给出的暴雨强度公式进行复核分析。结果表明：在重现期为2~20 a时,根据皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布推求得到暴雨强度新公式的平均绝对均方差均小于0.05mm/min,平均相对均方差均小于5%,符合精度要求;仅当降雨历时为10min时,2个新公式的暴雨强度要小于现行公式的暴雨强度,其他历时下2个新公式的暴雨强度都明显大于现行公式的暴雨强度;经合理性分析,本研究根据最新暴雨资料推求的暴雨强度公式可为杭州市主城区排水防涝工程设计和相关设施建设提供参考。     

南水水库年最大洪峰洪量分布及参数估计

本文采用概率点据相关系数（PPCC）法,分析了南水水库年最大洪峰、洪量理论分布线型,得出南水水库年最大洪峰,洪量理论分布线型不仅适用皮尔逊Ⅲ型分布,也适用三参数对数正态分布。     

基于线性矩法的短历时暴雨频率分布研究

研究短历时暴雨频率分布,可为小流域设计洪水计算提供依据,对山洪灾害防治及城镇防洪排涝具有重要意义。以陕西省18个基准气象站和基本气象站1984—2013年的实测暴雨资料为依据, 采用年最大值选样法选取了各站点10,30,60,90,120 min 5 个短历时共90组的暴雨量序列,采用线性矩法分别估计了各序列的皮尔逊Ⅲ型分布(P-Ⅲ)、广义极值分布(GEV)、耿贝尔分布(Gumbel)、正态分布(N)、指数分布(EXP)和两参数伽马分布(Gamma)参数,并以确定性系数、误差平方和和概率点据相关系数分别分析各备选分布的拟合精度。结果表明:①各站点暴雨量序列均值和线性离散系数随历时增加均呈上升趋势,而线性偏态系数随历时变化无统一趋势;②同历时各站点暴雨量序列均值自西向东呈递增趋势,秦岭以北线性离散系数和线性偏态系数自西向东呈递减趋势,秦岭以南线性离散系数和线性偏态系数则呈现出中部高、东西低的态势;③以P-Ⅲ分布(包含Gamma分布)为最优分布的暴雨量序列为81组,占总序列组数的90.0%,可作为研究区短历时暴雨的理论频率分布。研究成果可为城市防洪、排涝规划以及相关工程设计的雨量计算提供参考依据。     

河北省平原地区中小面积河道流量算法的对比分析

河道设计标准下的行洪（排涝）流量,是河道技术指标中最常采用的基础数据。目前,河北省平原地区中小面积河道流量计算方法很多,文中基于廊坊市龙河给出3种平原地区中小面积河道行洪（排涝）流量算法,通过分析成果差异,推荐出成果更为可靠的算法。     

皮尔逊Ⅲ型分布的绘点位置

采用Monte Carlo法模拟生成大量样本，建立总体概率分布皮尔逊Ⅲ型偏态系数C3为0-2的点绘位置公式。此式适用于对称和非对称的总体分布，并提供无偏和有效的分位数统计量（译注：即水文设计值）。为建立该公式必须确定公式中的系数b，其值主要依赖于C3和按大小排列的样本元素的序位。     

韶关站年最大值法暴雨强度公式频率曲线对比

采用年最大值法对韶关站暴雨资料选样,根据Kendall秩次相关趋势分析与有序聚类跳跃识别与检验结果,选定1983—2012年资料作为计算资料,计算了皮尔逊-Ⅲ型分布、耿贝尔分布、指数分布等3种典型分布暴雨频率的暴雨强度公式,通过对比确定了最优频率曲线,为韶关市城市排涝设计提供技术依据。     

皮尔逊Ⅲ型分布曲线的简易数值解法及应用

采用对数变换法,推导出一种简单的直接求解皮尔逊Ⅲ型分布曲线的方法,并通过C语言编程,在普通计算机上实现。同时,将该方法应用于北京市水文手册暴雨图集的模型化工作。方法简便实用,可以满足工程水文设计暴雨频率分析计算一般需求。     

皮尔逊Ⅲ型频率曲线图解适线软件开发

皮尔逊Ⅲ型曲线是我国水文频率计算的首选线型,其通用图解适线软件的开发具有一定的实用价值。介绍了一种计算皮尔逊Ⅲ型分布ΦP值的通用算法,应用Microsoft Visual Ba-sic.net软件,结合TeeChart Pro ActiveX V5.0控件开发了频率曲线图解适线软件,可以对一个或多个站的水文时间序列进行多站分别或综合适线,具有良好的精度、较强的交互性和通用性,有一定的应用价值。     

对权函数法求概率分布参数的讨论

本文在分析以往研究成果的基础上，提出了用单权函数数值积分逼近算法(即采用一个权函数，结合数值积分法)，可以同时计算出样本的变差系数和偏态系数。给出了两种单权函数的详细求解过程，并对“数值积分双权函数法”进行了改进，用数学计算软件Mathcad 7.0设计的计算程序，作了实例计算。并且与相同样本条件下“数值积分双权函数法”和“数值积分矩法”的计算结果进行了对比分析。     

水文频率参数分析方法应用研究

对蚁群算法的原理和运算步骤进行分析后,将其应用到水文频率参数分析中,建立了基于蚁群算法的水文频率优化适线法模型。利用3个水文站年最大洪峰流量数据作为样本数据,对模型进行学习训练。试验结果表明,基于蚁群算法的优化适线法在使得离(残)差平方和(OLS)准则最小这个目标函数下,获得了P-III曲线3个参数的最优解,比常规算法结果精确度更高,同时能够克服常规算法收敛性较差问题,是一种可行的水文频率分析方法。     

高斯牛顿法在皮尔逊Ⅲ型曲线适线中的应用

皮尔逊Ⅲ型曲线是水文频率计算的常用曲线,其参数的精确估计是一个难点。基于复杂非线性拟合的最小二乘法基本思想,通过绝对值准则、平方和准则和期望值公式,采用高斯牛顿法对皮尔逊Ⅲ型曲线进行参数估计,通过matlab2013a软件编程,实现皮尔逊Ⅲ型曲线的自动优化适线,寻求最优适线结果。实例应用结果表明高斯牛顿法参数估计有较好的拟合效果。     

基于模拟退火算法的皮尔逊Ⅲ型分布参数估计

以渭河流域3个气象站的年降水量资料为例,采用模拟退火算法按照离差平方和最小准则、离差绝对值和最小准则、相对离差平方和最小准则对皮尔逊Ⅲ型分布进行参数优化,并与矩法、极大似然法、线性矩法3种常规分布参数估计方法计算结果作对比。结果表明:模拟退火算法是一种可行的水文频率曲线参数估计方法,其估计精度优于3种常规参数估计方法。     

G319益阳市绕城公路北峰山垸段设计洪水分析计算

设计流域内有雨量资料但无水位、流量资料,而附近有同为资水一级支流沂溪上的蒙公塘水文站,该站水文资料系列较长,采用蒙公塘站作为参证站用水文比拟法运用至北峰山垸志溪河大桥。文章同时采用灰山港站的雨量资料推求设计暴雨．运用推理公式法和瞬时单位线法推求北峰山垸段志溪河大桥设计洪水,三种方法比较得出北峰山垸段志溪河大桥的设计洪水。北峰山垸以资水来水为主时,用益阳市城市防洪志溪河水面线比降,按河口水位采用比降法推求设计洪峰水位。北峰山垸以志溪河来水为主时,用蒙公塘作参证站,采用典型年来推求设计洪峰水位。