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采用的教材邱大洪主编的《工程水文学》(第四版),人民交通出版社。
随机变量:
水文现象中的水文特征值通常是随机变量:年降水量、年最高水位、最大洪峰流量等
随机变量的概率分布
随机变量取得某一可能值的概率是一定的。这种随机变量与概率一一对应的关系,就是随机变量的概率分布。它反映了随机现象的变化规律。
由于我们的设计标准是使用出现的概率来规定的。而随机变量x的分布函数F(x)=P(X>=x),代表X大于某一取值x的概率。其几何曲线称为概率分布曲线(实测水文资料点绘的叫累积频率曲线)
如何绘制概率累积曲线
排序,分组,统计分区区间出现次数,计算累积次数和累积频率,画图
随机变量的分布参数:
均值(x bar),均值越大,累积频率曲线越高;
变差系数(Cv),方差除以均值,表征离散程度。Cv越高,左侧抬高,右侧下降。
偏态系数Cs,反应系列在均值两侧分布的对称性。水文现象大多属于正偏。Cs值越大,累积频率曲线下凹越大。
常用概率分布曲线:正态分布
Cs=0. 需要 均值 x bar 和 方差sigma (与变差系数同效Cv)两个参数既可以确定其分布曲线。
常用概率分布曲线:皮尔逊III型曲线(PIII型曲线)
需要三个参数:均值 x bar、变差系数Cv和偏态系数 Cs
经验证明,很多水文现象的变化,符合PIII型分布。如果已知三个参数,即可通过查表得到对应累积频率的设计值。
查表也分两种,
其一通过Cs,查离均系数,附表2,然后用4-18式计算设计值;
另一个:通过Cs/Cv比值,附表3,然后利用4-20式子计算设计值。
常用概率分布曲线:耿贝尔分布(I型极值分布)
其概率分布仅与项数n有关,n为实验次数,通过查附表4,结合均值和方差,就4-27式可以计算出设计值
高低潮位的频率分布采用耿贝尔曲线。
重现期:以年为周期的水文特征值,设计值的取用常采用 重现期 概念。
重现期是指,某一数值出现的时间间隔的平均数,平均重现间隔期。
重现期T与累积频率p的关系 T=1/p; 20年一遇的洪水,p=1/20=5%;
对于累积频率大于50%的特征值,T=1/(1-P) 20年一遇的枯水,p=1-1/T=95%;
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GMT+8, 2024-5-16 03:18
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