山东省暴雨资料系列代表性分析

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1、山东省各标准历时暴雨资料系列代表性分析陈干琴，宋秀英，刘群（山东省水文水资源勘测局，山东济南250014）摘要：本文采用了长短系列统计参数对比法、滑动平均值法和离均系数累积过程线法，对山东省五种标准历时的暴雨资料进行了系列代表性分析，确定了勾绘暴雨参数等值线合适的系列长度，对提高暴雨统计参数等值线图的精度具有重要意义。关键词：暴雨；系列代表性；系列长度；山东省1.前言根据有限长的暴雨资料系列，推求样本统计参数，并以之代替总体的统计参数，其精度往往取决于样本系列的代表性。由大数定理可知，当样本容量不断扩大，则由样本系列所得出的经验分布与总体分布趋于一

2、致的可能性将不断增加。在实际观测资料中，各历时暴雨特征值资料系列长短不一，短的十几年，长的可达上百年，为此，在勾绘暴雨统计参数等值线图之前，必须对各历时暴雨系列进行代表性分析。在勾绘参数等值线时，以系列代表性较好的站点作为控制点，系列代表性稍差的站点作为参考点，系列代表性差的站点则不作考虑，从而提高暴雨参数图的精度。因此，暴雨系列代表性分析是暴雨统计参数等值线图修编工作的重要基础工作之一。2.选用资料2000年前后我省对上个世纪七、八十年代编制的短历时暴雨统计参数等值线图进行过一次修编，该工作是全国暴雨统计参数等值线图修编工作的重要组成部分。但由于

3、种种原因，并未进行刊印。另外，近十年来山东省又发生了数场特大暴雨，鉴于当前病险水库设计暴雨洪水复核、有关工程规划设计、流域排涝规划等工作都急需科学、合理和便捷的暴雨统计参数等值线图提供支持，为此，我省决定对五种标准历时暴雨参数图进行重新修编。采用资料从观测起始年份开始，截止2007年。暴雨系列代表性分析是暴雨统计参数等值线图修编工作的重要基础工作。在具体分析时，通常是将长系列看作总体，用它来衡量各个样本的代表性。本次分析，按照系列较长、分布相对均匀的原则，各标准历时都选用了21处长系列站（各历时选用站不尽相同）的年最大暴雨资料系列，对各历时暴雨资料

4、系列进行代表性分析。各历时代表站系列长度见表1。表1五种标准历时各21处代表站系列长度单位：年序号历时12345678910111213141516171819202110min54535252525050494948484545454544424242404060min5755545454525251505050494948484847474646456h58575757575757575757575656555555545454535324h10482666665656363636363626262626161615958583d9266616

5、059595858585857575757575757565656553.系列代表性分析本次暴雨资料系列代表性分析选用了三种方法：长短系列统计参数对比法、滑动平均值法和离均系数累积过程线法。3.1长短系列统计参数对比法长短系列对比分析是基于这样的基本假定：长系列统计参数的代表性比短系列要好，由此，6可以长系列统计参数为标准，来检验短系列统计参数的代表性。本次分析，分别计算了各历时21站长系列N和短系列n=11，15，20，…（从资料截止年份向前截取）的统计参数，并统计了各短系列均值相对误差和变差系数绝对误差。各历时21站平均长短系列均值相对误差△（

6、%）见表2，变差系数绝对误差△Cv见表3。表221站平均长短系列均值相对误差△（%）比较（年）列系时历10min60min6h24h3d11152025303540455055607.05.53.63.63.12.01.3　　　　8.58.86.56.65.74.12.81.5　　　11.19.47.56.55.13.62.72.11.7　　11.49.87.66.95.94.73.93.12.82.41.310.38.46.75.44.33.53.12.11.61.2　注：△=│(Hn－HN）/HN│%由表2和表3可知，当10min、60min、

7、6h、24h和3d五种历时样本系列分别为30、40、40、45和40年以上时，均值相对误差控制在±3%以内，变差系数绝对误差控制在±0.05以内，系列代表性较好；当五种历时样本系列大约分别在20～30、30～40、30～40、35～45、30～40年之间时，系列代表性稍差；其它系列代表性则较差。表321站平均长短系列变差系数绝对误差△Cv比较时（年）列系历10min60min6h24h3d11152025303540455055600.070.060.050.030.030.020.01　　　　0.100.070.060.050.050.030.0

8、20.01　　　0.160.140.110.090.070.050.040.030.01　　0.180.160.130.1