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设计参数的计算流程
结合前面两篇的笔记,设计参数的计算,需要收集数据,制作累积频率曲线,查阅行业规范获取设计标准p,然后根据p在曲线上读取设计值xp。
但是,累积频率曲线,是有限的数据样本画出来的,其在低频区域可能并没有实测点(也即实测数据期间,并没有发生小概率的极值事件)。只有确定了该曲线的分布参数,延伸出来的曲线才比较可信。
那么曲线的分布参数如何确定?
统计参数估计:样本的均值,变差系数,和偏态系数,矩法估计
矩法获得的变差系数和偏态系数是有偏估计值,需要适当的修正。
抽样误差:水文现象随机抽取一个样本,用样本的统计参数去估计总体相应的概率分布参数,通常会出现偏差。这种随机抽样引起的误差就是抽样误差。均值和变差系数的抽样误差小,偏态系数的抽样误差特别大。
这样一来,就糟糕了。需要三个参数(大部分水文参数的变化符合PIII分布,需要均值,变差系数和偏态系数来确定)来确定概率分布曲线。结果偏态系数不能用。咋办?
求矩适线法
观测数据的经验累积频率分布散点,用几条条与样本均值和变差系数相同或接近的累积曲线去拟合,通过目视判读,找出最合适的。并将其分布参数记下来,这就是频率分布函数的参数。
步骤如下:a. 经验累积频率曲线
b. 矩法求样本统计参数
c. 选定线型(正态,PIII等)
d. 适线,确定最优结果对应的统计参数
这时,如果有设计标准p,就可以直接计算获得设计值xp。
特大值的处理
如果数据序列里面有一个特别突出的数值(特大值),明显的不连续。突出点的重现期比现有的观测年数要多长得多。比如:年最大洪水流量,现有30年的流量观测数据,但是这里面发生了一次百年一遇的洪水。明显,这样会把均值x bar拉高。导致得到的概率分布曲线比实际的曲线要往上,因此我们如果直接根据得到的概率分布曲线来取设计值,会比实际该过程对应标准的设计值高。
如何处理:调查考证重现期N
特大洪水的经验累积频率,统计参数均和N直接相关。
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