高 洁，杨 龙

(1.水电水利规划设计总院，北京 100120；2.南京大学地理与海洋科学学院，江苏 南京 210023)

0 引 言

设计洪水是确定水电工程规模和制定防洪标准的重要基础。基于频率分析的设计洪水计算在分布线型、参数估计等方面积累了丰富的研究成果[1]。气候变化和人类活动对水文时间序列的平稳性特征产生影响，传统水文设计方法面临变化环境带来的挑战[2]。郭生练等[1]将非一致性洪水频率分析、设计洪水不确定性研究、基于水文物理机制的洪水频率分析等内容列为当前设计洪水研究前沿与热点。鲁帆等[3]在水文气象领域非平稳时间序列极值模型研究综述中介绍，传统水文频率分析通常采用皮尔逊III型(P-III)，对数皮尔逊III型，广义极值分布(GEV)，广义帕累托分布(GPD)等理论线型。我国工程界设计洪水标准主要采用P-III分布。以年最大为样本的GEV分布也在水文极值统计中逐渐被采用。关于GEV分布参数，GEV-CDN模型[4]认为形状参数决定了分布的尾部形态，具有较大的不确定性，可将形状参数取值设定在[-0.5，0.5]。GEV模型应用于洞庭湖区、岷江流域年最大日降水系列[5- 6]，发现各地的形状参数差异较大，形状参数为0的极值I型Gumbel分布、形状参数<0的极值III型Weibull分布，形状参数>0的极值II型Frechet分布均有适用。通过对全国降雨资料统计，Yang等[7]发现极端降雨在长江流域呈现形状参数<0的薄尾分布；在环渤海地区形状参数>0，呈现厚尾分布。长江中下游控制站大通水文站[8]1950年至2012年历年最大和非汛期最大流量序列符合形状参数<0的Weibull分布，新疆天山开都河[9]1957年至2011年历年、春季和夏季最大日流量序列服从形状参数≥0的Gumbel分布和Frechet分布。通过对珠江流域北江水系武江上游坪石水文站和下游犁市(二)水文站实测年最大径流系列分别采用薄尾P-III分布、Weibull分布、厚尾广义逻辑分布(GLO)、三参数混合尾GEV、Gumbel、两参数对数正态分布(LN2)[10]拟合发现，厚尾GLO和三参数混合尾GEV分布在拟合时可使高水端上翘，提高了高水端拟合优度。

非平稳时间序列的概率分布均值、方差或协方差随时间变化，重现期和风险度有别于传统水文频率计算结果，需要对变化序列进行还原/还现，或针对时变序列进行频率计算。……