暴雨频率图属性表、超定量法、线性矩法、暴雨频率图例图

附录A（资料性）暴雨频率图属性表A.1站点基本信息表表结构见表A.1，站类代码表见表A.2，测站等级取值表见表A.3，报汛等级取值及其含义表见表A.4。表A.1站点基本信息表序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号1站码STCDC(8)否-12站名STNMC(30)否--3来源SRCC(30)是--4站类STTPC(2)是--5流域名称BSNMC(30)是--6水系名称HNNMC(30)否--7建站年月ESSTYMC(6)是--8撤站年月WDSTYMC(6)是--9集水面积DRARN(10,2)是平方千米-10管理单位ADMNSTC(30)是--11经度LGTDN(10,6)否度-12纬度LTTDN(10,6)否度-13基面名称DTMNMC(16)是--14基面高程DTMELN(7,3)是米-15测站等级STGRDC(1)是--16报汛等级FRGRDC(1)是--17备注NTC(80)是--注1：“站码”为用于暴雨频率分析的测站的站码，具有唯一性。注2：“站名”为站码所代表测站的中文名称。注3：“来源”为测站信息的来源。注4：“站类”为标识测站类型的两位字母代码，测站类型及其代码应按表A.2确定。注5：“流域名称”、“水系名称”为测站所在流域、水系的中文名称。注6：“建站年月”、“撤站年月”为测站完成建站和撤销的时间。编码格式为：YYYYMM。其中：——YYYY为四位数字，表示年份；——MM为二位数字，表示月份，若数值不足两位，前面加0补齐。注7：“集水面积”为流域分水线与测站基本水尺断面之间所包围的平面面积。注8：“管理单位”为测站的行政隶属管理单位。注9：“经度”为测站代表点所在地理位置的东经度，计量单位为度，计至6位小数。注10：“纬度”为测站代表点所在地理位置的北纬度，计量单位为度，计至6位小数。注11：“基面名称”为测站观测降雨时所采用的基面高程系的名称。注12：“基面高程”为测站观测降雨时所采用基面高程系的基准面与该测站所在流域的基准高程系基准面的高差，计量单位为米。注13：“测站等级”为测站的重要性等级标志（或测站的等级分类标志）。取值及其含义见表A.3。注14：“报汛等级”为描述测站报讯的级别。取值及其含义见表A.4。注15：“备注”为测站基本情况的补充说明。表A.2站类代码表类型代码类型代码气象站MM水库站RR降水量站PP泵站DP水面蒸发站BB地下水站ZG水文站ZQ墒情站SS堰闸站DD水质站WQ水位站ZZ泥沙站SD潮位站TT表A.3测站等级取值表类型代码类型代码1国家重要站4试验或专用站2省级重要站5临时站3一般站6其他站表A.4报汛等级取值及其含义表报汛等级含义1中央报汛站2省级重点报汛站3省级一般报汛站4其它报汛站A.2站点暴雨统计参数表表结构见表A.5。表A.5站点暴雨统计参数表序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号1站码STCDC(8)否-12站名STNMC(30)是--3经度LGTDN(10,6)否度-4纬度LTTDN(10,6)否度-5起始年BGYRN(5)否--6终止年ENDYRN(5)否--7记录年数RYN(5)否年-8统计历时SDNC(5)否分钟-9最大值PMAXN(5,1)是毫米-10最小值PMINN(5,1)是毫米-11均值PAVEN(5,1)否毫米-12标准差PSDN(6,3)是毫米-13变差系数PCVN(6,3)否--表A.5站点暴雨统计参数表（续）序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号14偏态系数PCSN(6,3)否--15备注NTC(255)是--注1：“站码”同表A.1中“站码”字段。注2：“站名”同表A.1中“站名”字段。注3：“经度”同A.1中“经度”字段。注4：“纬度”同A.1中“纬度”字段。注5：“起始年”为所选站点暴雨系列的起始年。注6：“终止年”为所选站点暴雨系列的终止年。注7：“记录年数”为所选站点暴雨系列的年数，计量单位为年。注8：“统计历时”为所选站点暴雨统计历时长度，计量单位为分钟。注9：“最大值”为所选站点暴雨系列的最大值，计量单位为毫米。注10：“最小值”为所选站点暴雨系列的最小值，计量单位为毫米。注11：“均值”为所选站点暴雨系列的平均值，计量单位为毫米。注12：“标准差”为所选站点暴雨系列的标准差，计量单位为毫米。注13：“变差系数”为所选站点暴雨系列的变差系数。注14：“偏态系数”为所选站点暴雨系列的偏态系数。注15：“备注”为所选站点暴雨统计参数的补充说明。A.3站点暴雨频率成果表表结构见表A.6。表A.6站点暴雨频率成果表序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号1站码STCDC(8)否-12站名STNMC(30)是--3经度LGTDN(10,6)否度-4纬度LTTDN(10,6)否度-5统计历时SDNC(5)否分钟-表A.6站点暴雨频率成果表（续）序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号6重现期RTPDC(5)否年-7雨量值PN(5,1)否毫米-8备注NTC(255)是--注1：“站码”同A.1中“站码”字段。注2：“站名”同A.1中“站名”字段。注3：“经度”同A.1中“经度”字段。注4：“纬度”同A.1中“纬度”字段。注5：“统计历时”同A.2中“统计历时”字段。注6：“重现期”为所选站点进行暴雨频率分析的重现期，计量单位为年。注7：“雨量值”为所选站点某一统计历时和某一重现期对应的雨量值，计量单位为毫米。注8：“备注”为所选站点暴雨频率成果的补充说明。A.4网格暴雨频率成果表表结构见表A.7。表A.7网格暴雨频率成果表序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号1网格编码GRIDIDVC(12)否-12经度LGTDN(10,6)否度-3纬度LTTDN(10,6)否度-4统计历时SDNC(5)否分钟-5重现期RTPDC(5)否年-6雨量值PN(5,1)否毫米-7备注NTC(255)是--注1：“网格编码”为网格唯一编号。注2：“经度”为网格中心点所在地理位置的东经度，计量单位为度，计至6位小数。注3：“纬度”为网格中心点所在地理位置的北纬度，计量单位为度，计至6位小数。注4：“统计历时”为所选网格暴雨统计历时长度，计量单位为分钟。注5：“重现期”为所选网格进行暴雨频率分析的重现期，计量单位为年。注6：“雨量值”为所选网格某一统计历时和某一重现期对应的雨量值，计量单位为毫米。注7：“备注”为所选网格暴雨频率成果的补充说明。A.5暴雨时程分配成果表表结构见表A.5。表A.5暴雨时程分配成果表序号字段名字段标识类型及长度是否允许空值计量单位主键序号1暴雨分区PZONEC(8)否-12时程PDTN(2)否小时-3分配比例PRATION(2,1)否百分比-4排位序号RANKN(2)否--5备注NTC(255)是--注1：“暴雨分区”为研究区划分的暴雨分区的名称。注2：“时程”为暴雨时程，计量单位为小时。注3：“分配比例”为小时暴雨量占暴雨总量的比例，计量单位为百分比，计至1位小数。注4：“排位序号”为小时暴雨量按从大到小的排位序号。注5：“备注”为所选暴雨分区暴雨时程分配成果的补充说明。附录B（资料性）超定量法B.1基本假定超定量法是指选样时从每年的雨量数据中按超过某一门限值取样，组成的样本称为超定量样本。门限值一般是根据当地暴雨特性并结合样本统计要求综合确定。由于每年暴雨不同，某些年份可能会有多项暴雨入选，有的年份可能没有暴雨入选。经典的超定量样本频率计算模型有两个假设：假设一：超过门限值Q0暴雨的年发生次数K服从泊松分布。由于暴雨固有的随机性，可以认为，超定量的发生也是随机的，它在单位时间内发生次数K也是随机变量，且服从泊松分布：………………（B.1）式中：——平均每年发生超定量暴雨的次数；k——发生次数。假设二：超定量样本是相互独立的，且服从指数分布函数：………………（B.2）式中：α——尺度参数。重现期T的暴雨设计值为：………………（B.3）实际应用中是否采用经典模型中的假设条件，可以根据具体资料情况分析确定。特别对假设二，在已有的很多研究中，曾采用过Gamma、Weibull、Pareto等函数作为超定量样本的总体分布函数。B.2经验频率计算对于超定量样本系列，其经验频率计算公式为：………………（B.4）式中：j——超定量样本由大到小排位的序号；N——超定量样本个数。与PE对应的重现期为：………………（B.5）B.3超定量法与年最大值法的转化关系在一定假设条件下，超定量法的重现期TE与年最大值法的重现期TM之间有如下关系：………………（B.6）或………………（B.7）按式（B.6）或（B.7）计算的部分重现期转换值见表B.1：表B.1TE与TM关系表TE(年)0.5125102050100TM(年)1.161.582.545.5210.5120.5050.50100.50

附录C（资料性）线性矩法C.1线性矩定义1990年Hosking提出了线性矩的概念，线性矩定义为次序统计量期望值的线性组合，r阶线性矩定义为：………………（C.1）式中：E(Xr-k:r)——由小到大排在第r-k位的次序统计量的期望值。对水文统计分布的参数估计问题，一般仅用到前四阶线性矩：………………（C.2）类似于矩法中的均值、变差系数、偏态系数和峰度系数等特征参数，Hosking也定义了线性矩特征参数，分别记为L-mean、L-CV、L-CS和L-CK，公式为：………………（C.3）与式（C.2）、式（C.3）对应的样本线性矩计算公式为：………（C.4）………………（C.5）C.2两种特定分布参数估计的线性矩法C.2.1皮尔逊III型分布（PearsonTypeIIIDistribution,P-III）皮尔逊III型分布包括三个参数：（位置参数），（尺度参数）和（形状参数），该分布的概率密度函数如下：………（C.6）式中：——伽马函数，其表达式为：………………（C.7）皮尔逊III型的三个参数（）与常用的另外三个总体统计参数（期望值、变差系数、偏态系数）具有如下关系：………………（C.8）对P-Ⅲ型分布，可根据下述关系由线性矩估计其三个参数：………………（C.9）根据下式近似计算：……（C.10）根据样本系列，由式（C.5）计算样本矩，代替其相应总体矩，再由式（C.9）和式（C.10）估计分布的统计参数。C.2.2广义极值分布（GeneralizedExtremeValueDistribution,GEV）广义极值分布包括三个参数：（位置参数），（尺度参数）和k（形状参数），其概率密度函数f(x)为：…（C.11）1、当k=0时，为广义极值分布的一种特殊形式，称为耿贝尔分布（Gumbeldistribution），其线性矩为：………………（C.12）………………（C.13）式中：——欧拉常数，取值0.5772。可以根据上述关系可由线性矩估计分布参数：………………（C.14）………………（C.15）2、当时，其线性矩为：………………（C.16）………………（C.17）………………（C.18）k根据下式近似计算：………………（C.19）………………（C.20）根据上述关系，可由线性矩及参数k估计其他分布参数：………………（C.21）………………（C.22）C.3暴雨统计参数均质区划分C.3.1暴雨系列和谐度检验。区域频率分析的前提是均质区内各站点数据和谐一致，可采用“不和谐度检验法（discordancymeasure）”进行检验。假设区域内共有N个降水量站点，每个站点计算的样本线性矩系数为，定义第i（i=1,2,…,N）站的不和谐度指标Di：………………（C.23）式中：；；。当区域内所有站点的Di均不超过临界值(N-1)/3，即时，认为该区内无奇异站点，区内各站样本数据是和谐的。当某一站点的Di超过临界值，认为该站是不和谐的，应移入其他区；但若该站点的不和谐是因极端局部气象事件引起的，尽管该站点不和谐，仍保留该站点。C.3.2暴雨统计参数均质区的判定。采用异质性检验指标Ｈ（heterogeneitymeasure）判断是否为均质区，Ｈ的计算公式为：………………（C.24）………………（C.25）………………（C.26）式中：V——区域降水量站点样本L-Cv的加权标准差；——由蒙特卡洛（Monte-Carlo）模拟数据计算出的Ｖ值的均值；——由蒙特卡洛（Monte-Carlo）模拟数据计算出的Ｖ值的标准差；ni——区域内第i个降水量站的样本长度；t(i)——第i个降水量站的L-Cv；N——区域内降水量站个数；tR——区域平均L-Cv。若H<1，则该区域为“可接受的均质区”；若1<H≤2，则为“可能的异质区”；若H≥2，则为“绝对的异质区”。C.4暴雨统计参数均质区内频率分布线型选择在水文频率分析中常用的是含有2～5个参数的分布线型，对某一暴雨统计参数均质区，可采用Hosking等提出的蒙特卡洛模拟检验（ZDIST）从候选分布中选择最优线型，该检验中只用到了分布的四阶矩系数L-CK。假设区域内有N个站点，其中站点i的暴雨样本长度为ni，其四阶样本矩系数记为。根据区域内各站实测样本计算的区域平均四阶样本矩系数记为，计算公式为：………………（C.27）将分布线型的总体四阶矩系数L-C