鄱陽(yáng)湖灌區(qū)缺水期代表年的選擇

摘 要：在水文工作中，經(jīng)常的是經(jīng)驗(yàn)頻率法排頻，對(duì)降雨進(jìn)行頻率分析，便可得知典型頻率下的降雨量，從而合理安排水稻的需水補(bǔ)給工作。采用P-Ⅲ型無(wú)偏頻率公式對(duì)降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析，并對(duì)頻率進(jìn)行降序的排列，并用適線法作圖，得出豐水年、平水年和枯水年。根據(jù)模糊優(yōu)先比原理確定缺水期的代表年，從而對(duì)于缺水年的其他方面的研究提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：降雨頻率 適線法 缺水年 模糊優(yōu)先比

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）011-128-02

1 降雨經(jīng)驗(yàn)頻率原理

（1）根據(jù)實(shí)際測(cè)量降雨量樣本數(shù)據(jù)，將降雨量數(shù)據(jù)降序排列。

（2）計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率。

經(jīng)驗(yàn)頻率（經(jīng)驗(yàn)頻率Pm）公式為：

式中：n為降雨量的總年數(shù)，x1，x2，…，xn為降序排列的降雨量，m為序號(hào)。

2 繪制皮爾遜Ⅲ（PIII）型頻率曲線

水文方面，一般用皮爾遜Ⅲ（PIII）型的方法。

（1）由30年的降雨資料算的平均年降雨量x。

（2）計(jì)算莫比系數(shù)Ki。

（3）計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率Pm。

（4）計(jì)算參數(shù)變差系數(shù)Cv。

（5）計(jì)算偏態(tài)系數(shù)Cs。

（6）計(jì)算理論頻率值X（P）。

（7）用理論頻率值和經(jīng)驗(yàn)頻率值畫出降雨頻率曲線，此法稱為適線法。如果曲線大體一致，則可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)頻率值確定出缺水年、豐水年和平水年。累計(jì)頻率小于25%是降雨量豐富的年份，稱為豐水年；累計(jì)頻率大于75%是降雨量很小的年份，稱為枯水年；累計(jì)頻率大于25%小于75%是降雨量一般的年份，稱為平水年。

3 基于多因素權(quán)值的模糊優(yōu)先比原理

3.1 模糊相似優(yōu)先比的原理

對(duì)于一批事件與特定的時(shí)間比較，如果每個(gè)時(shí)間有多個(gè)元素組成，則每個(gè)時(shí)間的每個(gè)元素都可以得到一個(gè)序數(shù)，然后將每一時(shí)間的各個(gè)元素?cái)?shù)相加，序數(shù)和最小的事件和特定樣本最相似。對(duì)于一個(gè)含有多個(gè)元素樣本，每個(gè)元素與特定樣本uk都會(huì)有一個(gè)序數(shù)，而現(xiàn)實(shí)中樣本的多個(gè)元素之間有主次之分，所以需要衡量一下各元素的權(quán)值，這樣才會(huì)獲得比較滿意的效果。

3.2 權(quán)值的確定

若有n個(gè)觀察結(jié)果，可以根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用回歸分析算的線性回歸方程：

要是量綱有差別，則不能直接用回歸系數(shù)大小來(lái)評(píng)價(jià)自變量xi對(duì)因變量y的貢獻(xiàn)程度，需要化成標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，方法如下：

式中：

3.3 多因素相似優(yōu)先比權(quán)值的計(jì)算

設(shè)Nik表示第i個(gè)樣本，第k個(gè)元素的優(yōu)先比序數(shù)，則第i個(gè)樣本的加權(quán)序數(shù)和為：

獲得加權(quán)序數(shù)后排序，值越小與特定樣本的相似程度也高。

4 例證分析選擇鄱陽(yáng)湖灌區(qū)降雨代表年

4.1 降雨頻率分析

如圖1所示理論頻率和經(jīng)驗(yàn)頻率一致，所以根據(jù)、降水累積頻率可知：

豐水年為別為：1993、1995、1998、1999、2002、2005、2010。

平水年分別為：1982、1983、1984、1985、1987、1989、1992、1994、1996、1997、2000、 2001、2004、2006、2008。

缺水年分別為：1986、1988、1990、1991、2003、2007、2009、2011。

4.2 相似比的計(jì)算及其矩陣的建立

以鄱陽(yáng)湖灌區(qū)1982～2011年30年的實(shí)測(cè)降雨資料為樣本，特定樣本為缺水年總降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值，共有3相似因子，分別建立缺水年總降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值的優(yōu)先比矩陣。其中缺水年總降雨量的均值的優(yōu)先比矩陣如表1。

4.3 權(quán)值的確定

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，以年份作為因變量，其他因素作為自變量，得到回歸方程：y=1.8767x1-5.2069x2+8.3851x3 （7）

4.4 相似性綜合評(píng)價(jià)-代表年選擇

缺水年的相似優(yōu)先序列見(jiàn)表2，次序最小值為代表年，即2009年。

5 結(jié)論

本文采用P-Ⅲ型無(wú)偏頻率公式對(duì)降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析，并對(duì)頻率進(jìn)行降冪的排列，并用適線法作圖，得出豐水年、平水年和枯水年。根據(jù)模糊優(yōu)先比原理確定缺水期的代表年，此方法解決了而現(xiàn)實(shí)中樣本的多個(gè)元素之間有主次之分，對(duì)各元素的付權(quán)值，這樣才會(huì)獲得比較滿意的效果。根據(jù)模糊優(yōu)先比原理確定缺水期的代表年，從而對(duì)于缺水年的其他方面的研究提供依據(jù)。

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