水文频率计算研究面临的挑战与建议

水文频率计算是水文分析计算的主要内容之一，是各类涉水工程规划、设计确定工程规模和管理决策的主要依据。经过１４０多年的研究和实践，水文频率计算已经形成较为完整的理论体系与方法。包括:水文样本选择和数据检验、经验频率计算、频率分布函数选取、分布函数参数估计、分布模型检验、设计值计算和设计值不确定性分析。所有这些支撑了涉水工程的规划、设计和管理。根据国内外有关研究进展，总结了水文序列频率计算的前提条件、频率分布函数和参数计算方法。从水文频率分布函数选择、水文数据、分布函数参数计算、经验频率等方面分析了水文频率计算研究面临的挑战。在此基础上，提出了水文频率计算研究的一些建议，以期促进水文频率计算理论的进一步发展。     

频率計算中的求矩差

在已给定的频率曲线上,按现行经验频率公式取点,重新用矩法计算参数,可以发现该参数的计算值和原先的给定值之间具有一定的差额。这种差额,在水文分析中称之为“求矩差”。求短差的概念,首先由福斯特(H.A.Foster)和海森(A.Hazen)提出。当时他们只提到偏差系数的求矩差,并建议对皮尔逊Ⅲ型和Ⅰ型曲线作下列修正:     

最低潮位(负数系列)频率计算的一种处理方法

最高潮位频率计算是水文计算较为普遍的工作,也是水文工作者较为熟悉的工作,而最低潮位(负数系列)频率计算则是水文工作者较为生疏的工作。该文主要介绍最低潮位(负数系列)频率计算的一种处理方法;通过将潮位系列(负数系列)绝对值后按照最高潮位频率计算方法来求解出最低潮位的设计值,并通过数学理论推导、实例计算来论证此种计算处理方法。     

计算频率的简捷方法——分组法

频率计算,是推求各种保证率设计洪水的方法之一。目前,在水文计算中所采用的计算方法,不外乎分析法及图解法两种。用分析法来作保证率曲线(通称频率曲线),多以皮尔逊曲线的第Ⅲ型(用三个参数:均值Q,变差系数C_V,偏差系数C_S),利用雷布京表来求得。但因确定偏差系数C_S值,需有长期资料,才能准确,而现有水文资料情况,往往不能满足这个条件,故多以简单的图解适线法,以C_S=nC_V求出,或将n值按不同情况规定下来。这样,只要算出均     

C_v值的快速图解计算法

在水文频率分析计算中,其变差系数C_v值的计算十分麻烦,工作量大。为了提高工效、减轻劳动强度,笔者提出一种简便的快速图算法。变差系数C_v值的计算公式是:     

AR(P)模型在水文频率计算中的应用

文章介绍了在短系列资料水文频率计算中,利用随机水文模型中的AR(P)模型模拟延长短系列资料,并通过寨前水文站的实例分析,利用AR(P)模型延长短系列资料计算水文频率与实测长系列资料计算水文频率进行比较,各项设计值的相对误差均在3％以内,满足工程设计的要求,为短系列资料水文频率计算提供了一种可比的方法。     

P-Ⅲ型分布Φp值算法的研究

P-Ⅲ型分布曲线中离均系数Φp值的计算方法,是水文频率分析研究的难点之一.目前,在实际工作中应用的方法都有一定的缺陷.为此,文章中采用Laguerre移位公式计算tp值,然后计算P-Ⅲ型分布Φp和Kp值,通过实际证明,该数学模型具有算法简便,求解灵活、计算精度高,通用性强等优点     

基于MATLAB GUI技术的水文频率计算

结合MATLAB的GUI技术制作了水文频率计算的图形化界面,实现了人机交互操作、进行分布函数的参数计算、频率曲线绘制、给定频率设计值的查询等功能。应用结果表明:运用该系统进行水文频率分析,可以迅速地计算出不同分布参数、频率曲线的离(残)差平方和,同时能够得到清晰的频率曲线,大大降低了水文频率计算的工作量,提高了工作效率;在计算机图解配线的过程中加入人工适线的功能,将进一步提高该系统的实用性。     

康山水库现状防洪能力分析

1洪水分析由于康山水库实测流量资料短缺,水文复核采用《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》(1984年出版,以下简称“84图集”)提供数值进行计算。设计暴雨由“84图集”提供雨量进行计算,由于水库流域面积19km~2,小于50km~2,面雨量采用点雨量,水文分区属Ⅱ区,设计面雨量计算按理论频率计算公式Htp= Ht·Kp,偏差系数Cs=3．5Cv,Kp由雨量变差系数查P—Ⅲ曲线Kp值表求得,24小时设计净雨由山丘区次降雨径流关系P Pa～R     

P—Ⅲ型分布ΦP值算法研究

P－Ⅲ型分布曲线中离均系数ΦP值的计算方法，是水文频率分析研究的难点之一。目前，在实际工作中应用的方法都有有一定的缺陷，为此，文章中采用Laguerre移位公式计算tp值，然后计算P－Ⅲ型分布ΦP和Kp值，通过实际证明，该数学模型具有算法简便，求解灵活、计算精度高，通过实际证明，该数学模型具有算法简便、求解灵活、计算精度，通过用强等优点。     

直接求解P-Ⅲ型分布函数的水文频率计算

皮尔逊Ⅲ型(P-Ⅲ型)频率曲线作为中国规定的水文频率线型,其累计频率的计算一般是借助查"P-Ⅲ型频率曲线离均系数Φ值表"进行的。介绍不使用Φ值表的水文频率计算方式:用程序直接求解P-Ⅲ型频率分布函数的水文频率计算。该计算方法可以对P-Ⅲ型频率曲线的3个统计参数进行优化计算。阐述了利用IMSL FORTRAN程序库编写该程序的要点。     

P—Ⅲ型分布Φ值的样条函数拟合及插值计算

对于皮尔逊Ⅲ型随机变量频率分布中的离均系数Φ值插值算法，用Φ值数表给出的Φ、Ｐ间的离散关系，经三次样条函数拟合，得出连续可导的函数关系，较好地解决了水文频率分析计算中反复使用Φ值表时的内插计算问题，并宜于用计算机对水文样本系列进行分析处理。     

陕西汉江干流有机质环境容量的研究

依据水环境功能区划分原则及技术方法对汉江干流地面水域的功能区进行划分。并采用野外观测及实验室分析相结合方法，利用汉江已有的环境观测资料和水文资料确定耗氧系数K1和复氧系数K2值。根据陕西汉江干流实际水文特点，建立了汉江有机质环境容量计算模型，最终对不同频率流量条件下的汉江有机质环境容量进行计算、分析。     

小流域设计洪峰流量的计算

洪峰流量模比系数地区综合曲线法,选用同一水文分区内几个与之相邻流域的洪峰流量模比系数,作地区综合频率分析,不但降低计算成果的抽样误差,同时也消除因单站特大值影响而带来的偶然误差和分区内各河流水文特性的差别。将相邻流域的洪峰流量参数综合在一起作地区综合分析,可以发现地区参数的规律性。其调查计算方法也符合水文规范要求,调查洪水重现期考证比较合理,洪峰流量值较可靠。     

混合分布在非一致性水文频率分析中的应用

传统水文频率分析方法的前提条件是水文极值系列需满足一致性要求,然而由于气候变化和人类活动的影响,使得水文资料的非一致性问题越来越突出,导致现行水文频率分析方法的应用受到挑战。根据重建的淮河流域1470年-1999年共530年夏季面平均降雨量长系列数据,进行分析,通过假设检验表明系列在1534年、1724年和1923年发生跳跃性变异,因而将系列划分为4个子平稳系列;采用现行频率分析方法估计每个子系列的概率分布函数,再根据混合分布概念由各子系列的概率分布构建一个综合的概率分布函数,作为非一致性降雨系列总体分布的估计。在此基础上,计算了给定设计标准下的设计值,并与基于大样本(530年)计算的经验设计值进行了对比,结果表明混合分布模型对观测系列具有较好的拟合效果。     

水文P-Ⅲ频率曲线计算软件开发研究

我国水文频率计算一般采用P-Ⅲ型频率曲线,它是推求工程水文设计值最为基础的重要依据.为了解决传统水文频率计算目估适线法计算工作量大和一些水文频率计算软件计算准确性低的问题,现主要研究了如何利用软件开发工具DELPHI7.0、SQL SERVER 2005、EXCLE来实现自动绘制海森机率格纸、经验点据、水文P-III频率曲线及推求指定频率水文变量设计值的方法,可为同类软件开发提供较好参考.     

P－Ⅲ型分布Φ值数值计算方法比较

皮尔逊Ⅲ型频率曲线的数值计算方法是水文频率计算中的难点之一。本文对近年来提出的几种数值计算方法进行了分析比较，并推导出了各数值计算方法试算离均系数Φ值的选代公式。最后推荐计算精度高、运算速度快、收敛范围广的级数展开法迭代公式。     

P—Ⅲ型分布Φ值数值计算方法比较

皮尔逊Ⅲ型频率曲线的数值计算方法是水文频率的计算中的难点之一。本文对近年来提出的几种数值计算方法进行了分析比较，并推导出了各数值计算方法试算离均系数Φ值的迭代公式。最后推荐计算精度高、运算速度快、收敛范围广的级数展开法迭代公式。     

对数P—Ⅲ型分布曲线在年最大流量频率分析中的应用

年最大充量作水文频率分析目前采用Ｐ－Ⅲ型分布，参数估计采用适线法并要引入年最大流量历史洪水调查值，构成的是不连续系列。实际工作咽为历史洪水调查特大值的数据精度及频率定位有许多不确定因素，这会影响到计算值成果的评价。本文拟借助水文数据对数化后分布呈直线化的特性，采用对数Ｐ－Ⅲ型分布曲线对年最大流量作频率分析，本文介绍参数估计不同方法对比，特征值精度估计，曲一拟合检验等内容的分析成果。     

运用FOXBASE＋进行水文频率的分析计算

采用对数变换改进拉格朗日插值算法，较好地解决了水文频率计算中查用离均系数表时的内插计算问题，运用数据管理系统编制水文频率分析计算的通用程序，使得对水文样本系列的分析处理变得十分方便快捷。