雒文生水文水环境文选
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1 引言

随着现代经济的高速发展,社会财富和人口日趋密集,作为众多灾害之首的洪灾对人类社会造成的损失和影响日益严重。尽管有些河流采取了许多控制性的工程措施,但对洪灾也只有一定程度上的削减,尚难以完全解决。在评价工程效益方面,防洪效益亦是重要指标之一,因此,科学地描述洪灾损失系列的概率分布,对于全面地反映灾情、确定减灾目标、优化防灾措施、评价减灾效益及进行减灾决策等都具有十分重要的意义。

由于历史和客观原因对洪水损失特性的研究一直受到局限。一方面大流域系统的洪灾资料较少,相比于洪水的其他特征量资料(流量、水位要素等)要少得多;另一方面资料一致性较差。风险损失计算一般采用下面三种方法:直接估计法、变量相关法、随机变量模拟法。前两种缺乏频率概念,常假定分布型式进行分析。如1963年,Leon E.Borgman将风险损失作为一种风险率指标,推导了一系列公式;1972年,A.S.Paintal假定某场洪水引起的损失服从负指数分布,以随机变量之和与Bayes概念为基础,推导出工程使用期内总损失密度函数的数学表达式。但上述方法均无实例验证。

计算洪灾的风险损失较为简单直接的方法是频率计算,但在洪水损失系列中,因洪水的大小以平水年和枯水年居多,这些年份的洪灾较小或为零。在平原地区各级高程堤垸众多,高程偏低的堤垸在常水年亦受淹没,因此淹没损失系列中出现多年为某一定值的情况,即淹没损失大小呈阶梯分布。这样在资料系列中经常遇到含若干个零项或阶梯型等值项,因此寻求损失分布函数时常遇到困难。传统方法是虚拟负支,再求虚拟参数、设计值与总体关系。这种处理方法虚拟参数通常失真较大,失去统计特征意义。本文就零项较多的损失系列为例,探讨解决此问题的两种方法:一是Ⅱ型乘法分布的配线法(称一法),它不需要虚拟负支,对含零项系列不作转换计算,直接对经济频率点按该法进行配线,确定参数及分布函数和设计值;二是条件系列P-Ⅲ型配线法(称二法),即先由非零损失系列配出条件系列分布,然后进一步转换为总体的概率分布。