涇河流域水沙聯合分布特征分析及其不確定性評估

邵 佳

（安徽省交通航務工程有限公司，安徽 合肥 235200）

涇河是黃河二級支流，始于寧夏涇源六盤山，流域總面積為45 421 km2，是渭河最大的支流之一，占渭河流域面積的33.7%，河道全長高達455.1 km。涇河流域屬于溫帶大陸氣候，降雨總量偏少，但過于集中。據初步統計，流域在1951—2019 年之間年均降水量約為517.9 mm，多集中在7～9 月之間，涇河流域年均流量為16.25 億m3，集水面積約為43 216 km2。

1 涇河流域水沙聯合分布特征分析

涇河流域的張家山水文站上游河段，作為黃河水沙聯合典型流域，流經黃土高原，具有河段比降明顯、河床沖刷嚴重、流速快、四周植被覆蓋率低等特點。參照張家山水文站監測數據，獲取張家山上游涇河流域近一年徑流量及輸沙量，分析其變化過程。考慮該流域汛期徑流量占比大，且輸沙量多的問題，研究擇取汛期徑流量與輸沙量之和（6～10 月），作為水沙聯合分布模型數據依據，流域水系如圖1 所示。

圖1 涇河流域水系圖

1.1 水沙聯合分布模型搭建

廣義極值分布、對數正態分布、P-Ⅲ分布、Gamma分布是水文分析中的常用概率分布類型。用上述4 種分布擬合張家山水文站徑流量與輸沙量邊緣分布，以AIC準則選擇最優的邊緣分布；基于Copula 函數建立水沙聯合分布模型，以AIC 準則選擇最優的聯合分布。基于此，計算徑流量與輸沙量的聯合“或”重現期下的“最大可能組合”聯合設計值，應用蒙特卡洛方法評估樣本不確定性對水沙聯合設計值的影響，利用二維自適應核密度估計方法計算該聯合設計值的置信區間；……