非一致性水文频率分析的研究进展探讨

【摘 要】在水文样本服从统一分布的前提下，水文频率分析才可以有效地进行计算。同时，水文样本无论是过去还是现在，或是在将来，都必须具有强烈的同步性和一致性，才能满足水文频率分析的随机同步假设的要求。此时，非一致性水文频率分析的方法就显得尤为重要。本文就非一致性水文频率分析的方法做出了研究，以期为水文频率分析的研究带来一定程度上的帮助。

【关键词】非一致性；水文频率分析；水文样本

在水利工程的建设规划中，水文频率分析的结果有着至关重要的作用。在现有的水文频率分析方法当中，只有确保水文样本无论是过去还是现在，或是在将来，都必须具有强烈的同步性和一致性，才能满足水文频率分析的随机同步假设的要求，进而才能对水文频率进行有效地分析与计算。但是在现实情况中，由于自然气候的难以捉摸以及一些人类活动对自然环境造成的影响与改变，都会使得水文样本的同步性和一致性受到影响，进而使得水文频率分析计算的结果失去了精准性。为了确保水文频率的分析结果能够准确，必须研究出新的频率计算分析方法，使其不再受到水文样本一致性和同步性要求的约束。而本文所研究的非一致性水文频率分析法，可以不受到特定因素的影响，更为准确地为水利工程提供有效的数据。

一、对水文系列情况进行变异性检验

要对水平频率进行有效分析，首先必须对水文系列情况进行变异性检验，检查其是否满足水文系列的一致性和同步性，或者是发生了变异的情况。确定了情况之后，再来决定是采取还原途径，还是采取直接基于非一致性的途径来对水文频率进行分析与计算。水文系列所反映的是人类的社会活动对于自然环境的影响，以及一些地理因素与气候条件的作用之下的综合产物。在水文资料的研究中，可以将水文学分为确定性的成分，以及随机性的成分，这两种成分都可以用来研究水文学的时间系列。人类的社会活动以及自然的气候条件所影响的变化可以归类于确定性成分，气候条件变化是一个循序渐进的演变过程，对水文系列的影响有着一定的周期性作用。与气候条件变化带来的影响相比，人类的社会活动给水文系列带来的影响会更加明显，比如一些水利工程的修建、河坝决堤等现象。而一些没有明确的变化规则或者是偶发性事件，我们可以把它归类于随机性成分。一般来说，对于水文系列的变异性检测，它的分析结果还不能全面的体现出水文频率的真正结果，应该在检测变异性平均值的同时，加强对变异性的对方差的检测，以期计算出最佳的水文频率结果，为水利工程的开展提供最为有利的依据。

二、水文频率分析法中的还原途径分析介绍

还原途径分析法在目前的水文频率分析中运用的比较广泛，是该领域的研究重点。还原途径分析法中认为，水文系列在变异之前，它的状态是比较自然的，在受到人类社会活动或是自然气候条件的影响之后，就开始发生变异。这两种状态之间的相切点，我们就称之为变异点。而该还原途径分析法，就是将受到影响之后的状态还原到变异点之前的自然状态。

三、非一致性水文频率分析介绍

（1）非一致性水文频率分析法中的混合分布法介绍。混合分布的计算方法中，所研究分析的水文系列资料并不一定源于同一出发点，该状态下无法满足水文样本的一致性和同步性，而在混合分布的模型中，就可以直接对于非同步的水文系列进行分析与计算，具体可以由以下等式来表达：U（x）=a1U1（x）+a2U2（x）+…+anUn（x），其中的U1（x）、U2（x）…Un（x）均为n个分部的累积分布函数，a1 、a2…a n则为各个分部的权重系数，另外，必须确保a1+a2+…+a n =1。（2）非一致性水文频率分析法中的时变矩法介绍。非一致性水文频率分析法中的时变矩法，主要是采用一些线性函数对于水文系列进行表述，再结合时间的变化，对水文频率进行分析与计算。一般情况下，我们采用外国学者Gumbel的分析模型进行水文频率的分析与计算。

F（x）=exp-exp-（x-a）/b，（-∞≤x≤∞，β>0）

在现实情况中，人类的社会活动对自然的影响，或者是自然环境与气候都是存在极大的不稳定性的，很难保证一致性与同步性，所以，传统的水平频率计算分析方法有着很大的局限性。如果依然使用传统的水文频率分析方法得出的结果作为水利工程施工的依据，将会使得水利工程存在极大的安全风险。而在此时，非一致性水文频率分析的方法就显得尤为重要。本文所研究的非一致性水文频率分析方法，就可以在很大程度上解决这个难题，能够在最大程度上为水利工程的建设与规划提供最有利的依据与保障。

参 考 文 献

[1]梁忠民，胡义明，王军.非一致性水文频率分析的研究进展[J].水科学进展.2011

[2]雷红富，谢平，陈广才，李晶.水文序列变异点检验方法的性能比较分析[J].水电能源科学.2009

[3]谢平，陈广才，夏军.变化环境下非一致性年径流序列的水文频率计算原理[J].武汉大学学报（工学版）.2009