刘英学

(河北省邢台水文水资源勘测局，河北 邢台054000)

1 资料系列代表性分析目的

资料的代表性，指样本资料的统计特性(如参数)能否很好地反映总体的统计特性，若样本的代表性好，则抽样误差就小，年降水成果精度就高［1］。

如果实测年降水样本系列是总体中的一个平均样本，那么这个实测样本系列对总体来说有较好的代表性，根据这个系列计算的统计参数接近总体实际情况。

如果实测样本系列处特殊时期，即处于偏丰时间段或偏枯时间段，那么这个实测样本系列就缺乏对总体的代表性，用这样的样本系列进行计算会产生较大的误差。

因降水系列总体的分布是未知的，若仅有几年样本系列，是无法由样本自身来评定其代表性的。通过统计学的理论可以知道，样本的容量越大，抽样的误差越小，但也不完全排除短时期样本的代表性高于长时期样本代表性的可能，只不过这种可能性较小而已。

因此，样本资料的代表性好坏，通常通过其他长系列的参证资料来分析推断。那么，对于要研究的区域而言，年降水量样本系列究竟取多长的年限才能代表研究的区域总体情况、抽取样本和总体样本统计参数的差别如何，这些实际问题就要求通过分析系列代表性来解决。

2 资料的丰平枯统计法

对雨量站自建站以来的年降水量系列资料分不同的长短系列进行频率计算，再对每年的降水量进行丰枯统计，各站系列丰平枯分布情况基本接近，而且各系列都包括较好的丰平枯分布情况，就说明资料系列具有较好的代表性［2］。

3 系列代表性分析方法

系列代表性分析方法主要有3个:

3.1 长短系列参数对比

在邻近地区选择与设计站实测降水系列成因上一致，且具有长系列N年的统计参数以及短系列n年(与设计站资料同期)的统计参数Cvn。

假如两者统计参数设计站n年这一段短系列在长系列N年中具有较好的代表性，从而推断设计站n年的年降水量系列也具有较好的代表性。如果两者统计参数相差较大(一般相对时间差超过5% ～10%)，则认为设计站n年的降水系列代表性也较差，例如水量偏丰或偏枯，这时就应当尽量应用相关法插补展延系列，以提高系列的代表性［3－4］。

3.2年降水量模比系数累积平均过程线分析

逐年降水量记为P1、P2、……Pi……Pn

多年平均降水量记为P

逐年模比系数记为K1、K2……Ki……Kn

年降水量模比系数随着当年降水量的多少而变动，丰水年K ＞1，枯水年K ＜1，但是它的多年平均值趋近于1，根据它的这一特点，可以从参证站的长系列终点向前依次计算模比系数累积平均值K’n，当K’n 值稳定趋近于1 的年份，即为参证站具有代表性的短系列起始年。

如果短系列的资料是由K’n 值稳定趋近于1 的年份开始的，则认为设计站相应的短系列也具有一定的代表性。

参证站年降水量模比系列累积平均值K’n 的计算公式为:

邢台站年降水量模比系数累积平均过程线见图1，所选系列尽可能要长，所以1952—1963年这一时间段累积平均过程线稳定趋近于1，可做为代表性的短系列起始年。

图1 邢台站年降水量模比系数累积平均过程线

3.3年降水量模比系数差积曲线分析

差积曲线的绘制:

1)计算长系列参证站多年平均降水量P 以及各年降水量模比系数

2)将逐年的(Ki －1)从资料开始年份依次累积，直到终止年，得到一系列∑(Ki －1)。

3)以∑(Ki －1)为纵坐标，以年份为横坐标，绘制逐年的与对应年份的关系曲线，即为年降水量模比系数差积曲线［5］。如图2 所示。

差积曲线反应了降水量的丰、枯变化，差积曲线的形状不同，表明年降水的周期不同［6］。

图2 邢台站降水量模比差积曲线图

由图2 可见，该站年降水量模比系数差积曲线在1956—1964年是多水期，1965—1976年是平水期，1977—1994年是枯水期，这就说明参证站年降水量大体40 a左右为一周期，说明降雨资料系列具有很好的代表性。

4 结 语

通过对邢台站降雨资料系列代表性分析可知:邢台站的降雨资源有丰枯交替变化规律，包括较好的丰平枯分布情况，代表性较好，采用该降水量系列资料进行调查评价水资源量时，能够较为客观真实地反映研究区域的水资源情况。

需要注意的是:在进行降雨资料的分析时，不是所采用的水文资料系列越接近代表性越好，对于城市饮用水供给、农业灌溉等供水的工程，为了提高供水保证率，降水系列分析应充分考虑连枯系列的影响。

对于水库、河道等防洪工程，为了保证工程安全，降水系列分析应充分考虑连丰系列对工程的考验。

［1］丁炳坤. 工程水文学［M］. 北京:中国水利水电出版社，1994.

［2］王燕，衣学军，等.烟台市降水系列代表性分析［J］. 山东水利，2002(02):54 －55.

［3］石代军.降水资料系列代表性分析［J］. 吉林水利，2004(12):1 －3.

［4］黄若行.新疆博尔塔拉河流域近50年来降水变化趋势分析［J］. 黑龙江水利科技，2013，41(08):42 －44.

［5］徐沛林，王曙光.降水资料系列代表性及其它问题的处理方法［J］. 吉林水利，2009(01):33 －35.

［6］占文圭.南平市降水特性分析［J］. 水利科技，2005(03):10 －11.