具有趋势变异的非一致性东江流域洪水序列频率计算研究

世界众多江河洪水序列形成的环境背景"一致性"已不复存在,传统极值流量分析的"极值理论"需修正。东江流域变化环境后,龙川和河源站年最大日流量序列M-K检验通过0.01显著水平,呈下降趋势。采用时间变化矩模型对年最大日流量序列作非一致性处理,选择5种分布线型、8种趋势模型共40种模型进行比较。结果表明,龙川站对数正态分布搭配CP趋势(均值和标准差相关且具有抛物线趋势)模型、河源站Gumbel分布搭配CP趋势模型拟合效果最优。水文情势变化后,传统洪水重现期概念应该被修正。基于传统频率分析方法得到的100 a一遇洪水设计值,均表现出其重现期由水利工程建设前小于100 a一遇变化到2000年后的大于400 a一遇,而非100 a一遇。若仍采用传统方法计算,两站均会高估设计洪水量级。非一致性背景下,推荐考虑现状时间基点下的洪水设计值。

基于GAMLSS模型的宜昌站年径流序列趋势分析

在变化环境下,研究非一致性水文序列的变化趋势具有重要意义。常规的趋势分析方法一般只能分析水文序列均值的线性趋势。本文引入GAMLSS模型对宜昌站1882-2009年间的年平均流量序列和年最小月流量序列分别进行趋势分析,将序列的趋势分析从均值扩展至均方差(或变差系数)、偏态系数等其他统计参数。研究发现宜昌站年平均流量序列的均值有明显线性减少的趋势,而宜昌站年最小月流量序列线性趋势不明显。在此基础上,建立基于多项式回归的GAMLSS模型,结果表明宜昌站年最小月流量序列并非平稳序列,其均值表现为非线性的趋势变化,偏态系数呈现线性的趋势变化。

不同变化环境背景下非平稳性洪水频率对比研究

世界上众多江河洪水序列形成的环境背景"一致性"已不复存在,传统极值流量分析的"极值理论"须要修正以适应这些现象。采用时间变化矩模型对武江坪石站和东江龙川站年最大日流量序列进行非平稳性处理,选择5种分布线型、8种趋势模型共40种模型进行比较。结果表明,坪石站对数正态分布(LN2)搭配均值和标准差相关且具有线性趋势模型(CL)拟合最好;龙川站LN2分布搭配均值和标准差相关且具有抛物线趋势模型(CP)拟合效果最优。对同一设计标准P,洪水设计值均随时间存在显著变化关系。坪石站在气候与植被下降后非平稳性洪水设计值随时间由小增大;而龙川站受气候与人类活动影响特别是水库调蓄后洪水设计值随时间由大变小。非平稳性背景下,传统洪水重现期概念应该被修正。