基于統(tǒng)計推斷的GEV分布水文頻率計算充分樣本長度研究

戈立婷，宋松柏，2

(1.西北農(nóng)林科技大學 水利與建筑工程學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

1 研究背景

水文頻率分析的主要目的是根據(jù)頻率模型估計水文變量的設計值及其相關(guān)重現(xiàn)期，計算過程具有不確定性，進而影響分析結(jié)果的可靠性。認知不確定性是由于對研究系統(tǒng)的認識不完全而產(chǎn)生的，取決于數(shù)據(jù)長度和模型推理重現(xiàn)潛在水文過程的能力。模型不確定性源于線型選擇和參數(shù)估計方法，其不確定性分析方法主要有貝葉斯理論和NUSAP法和抽樣分布理論。而水文計算和分析模型需要足夠長的數(shù)據(jù)，充分樣本長度是可靠建模和準確參數(shù)估計的先決條件。Su等評估了洪水災害中采樣造成的不確定性，結(jié)果表明增加數(shù)據(jù)長度提高了Gumbel模型的可靠性，降低了采樣誤差和不確定性。Hao等建立多指標干旱監(jiān)測模型，發(fā)現(xiàn)至少需要30年的數(shù)據(jù)可以減少計算偏差。設計方案的運行性能會受到樣本長度的影響。Soukissian等采用不同參數(shù)估計方法，在不同樣本長度下進行模擬研究，研究結(jié)果表明廣義極值(GEV)分布參數(shù)估計方法的性能取決于參數(shù)估計方法和選用樣本容量。Khastagir等研究表明由于序列長度的變化，GEV分布參數(shù)會有很大差異。

目前，世界許多水文學工作者采用概率論的經(jīng)驗法則，結(jié)合區(qū)域水文計算經(jīng)驗，獲得了水文頻率計算30年的標準。數(shù)理統(tǒng)計中30的樣本長度普遍基于正態(tài)分布假設，可以利用正態(tài)分布的一些性質(zhì)來推斷總體參數(shù)。……