【摘 要】
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近几十年来,许多流域自然的水循环过程遭到气候变化和人类活动的破坏,水文序列呈现出变异的特性或规律,无法满足传统洪水频率分析方法对样本一致性的要求。水文序列的非一致性是由水文年际变异或（和）年内变异引起的,反映出水文序列在年际/年内范围内发生了显著变化。从水文序列的组成来看,非一致性水文序列含有趋势、跳跃、周期、相依变异成分中的一种或几种,导致水文序列呈现出年际的变异特性。同时,水文序列年内的产生机
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近几十年来,许多流域自然的水循环过程遭到气候变化和人类活动的破坏,水文序列呈现出变异的特性或规律,无法满足传统洪水频率分析方法对样本一致性的要求。水文序列的非一致性是由水文年际变异或（和）年内变异引起的,反映出水文序列在年际/年内范围内发生了显著变化。从水文序列的组成来看,非一致性水文序列含有趋势、跳跃、周期、相依变异成分中的一种或几种,导致水文序列呈现出年际的变异特性。同时,水文序列年内的产生机制可能存在差异,使得水文序列呈现出年内的变异特性。为了全面考虑由年际和年内变异导致的水文“双非一致性”,本文将水文变量的各阶矩定义为水文基因,作为水文信息表达的基本单位;利用常规矩法和概率权重矩法对水文基因进行构建和表达,并阐述水文基因的基本原理。本文选取澜沧江允景洪水文站的实测日流量作为研究对象,诊断其是否存在年际变异以及年内变异。在此基础上,利用水文基因途径进行双非一致性洪水频率分析,以验证水文基因途径的适用性。主要研究成果如下:（1）以皮尔逊Ⅲ型分布为例,利用数值仿真实验模拟了水文基因的转录和翻译过程,从基因的角度描述了跳跃、趋势、周期、相依等变异成分对水文概率分布函数和密度函数的影响。结果表明水文序列中的变异成分使得水文基因随时间发生变化,从而引起“性状”的变化,即水文概率分布函数和密度函数发生变化。（2）利用全成分变异诊断系统诊断年际水文非一致性,同时利用KS检验、秩和检验和F检验3种方法诊断年内水文非一致性。结果表明允景洪站春季最大1日流量序列存在跳跃和周期两种变异成分;夏季最大1日流量序列存在跳跃变异成分;秋季和冬季的最大1日流量序列不存在变异成分;全年最大1日流量序列存在跳跃变异成分。同时,允景洪站春、夏、秋、冬四季最大1日流量序列之间均存在显著差异。（3）对于年际非一致性水文序列,构建包含遗传和变异信息的水文基因,并通过水文基因的表达过程实现对不同年份水文频率的分析;对于年内非一致性水文序列,利用各分期分布函数的加权综合实现对水文频率的分析;对于年际年内的双非一致性水文序列,通过各分期内水文基因的加权组合来分析水文变量的遗传和变异特征。结果表明对于重现期小于50年的洪水,现状环境下的防洪压力较过去减少;对于重现期大于50年的洪水,现状环境下的防洪压力较过去增大。（4）利用Boostrap方法评估样本抽样不确定性的影响;利用贝叶斯方法评估参数估计不确定性的影响。结果表明当设计频率处于中部时,水文设计值的不确定性较小;设计频率越接近两端,水文设计值的不确定性越大。并且,考虑水文序列的非一致性有利于减小水文设计值的不确定性。
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