降雨资料一致性检验实例计算分析

2015-10-29王琼

黑龙江水利科技 2015年11期

关键词：总体降雨修正

王琼

(佳木斯水文局，黑龙江佳木斯154002)

0 前言

水文资料系列的一致性是指该数据系列在进行统计特征值分析时其短系列长度样本的代表性与总体样本的代表性相近，也就是说资料各长度系列的统计特征相近，可以作为一个整体来使用，否则就应剔除或修正某一短系列资料。

实际工作中经常遇到雨量站迁移或流域气候环境演变而出现的降雨资料是否具有一致性的问题，该问题是资料能否按一个统一总体来进行统计特征计算分析的前提。

有关文献上介绍的常规分析资料系列一致性的方法主要是假定系列已不存在一致性，通过点绘各短系列资料的降雨～径流相关点据，最后将前期降雨点据修正到近期降雨点群上来。该方法实际上就是对前期降雨数据直接进行了一致性修正，而没有对其是否偏离了允许限度进行检验，方法结果虽合理，但工作量较大，对一些总体系列符合检验标准的数据做了重复劳动，降低了整体工作效率［1－3］。

本文利用假设检验中t 检验、F 检验方法，对不同短系列降雨数据的总体性进行检验。如果通过检验，说明资料系列可视为同一总体，即总体资料具有一致性，并与采用一致性修正法的资料总体的统计特征值进行对比分析，来判断该方法的有效性。

1 假设检验介绍

首先提出原假设，选择统计量，从总体中抽取样本找出统计量。统计量的分布常用正态分布、t 分布和F 分布。确定接受或舍弃区间。对原假设做出接受或舍弃的判断，利用算出的统计量与选定临界值比较。若统计量不属于接受区间，则舍弃;反之则接受［4－6］。

F 检验法通过比较两组数据的方差，判断精密度是否存在显著性差异。F 检验法计算公式为:

式中:x、y、m、n 分别代表系列样本数据和样本个数，且F 值服从第一自由度m －1 和第二自由度n －1 的F 分布。

根据F 分布表查得临界值，如果F ＜F表，表明两组数据没有显著差异。t 检验用t 分布理论判断系列间存在差异的概率。

即先假定两个总体平均数之间没有显著差异;然后计算统计量t 值，本文有两组样本，其统计量T值的计算公式为:

式中:x、y、m、n 分别代表两系列样本数据和样本个数，其自由度为m + n －2，查表得出t 临界值并与计算t 值进行比较，若计算︱t︱值小于临界值则表明二系列数据差异不显著，通过检验。

2 实例分析

红旗雨量站设立于1963年，1993年站址变动迁移15 km。降雨资料系列自1963—2011年共49 a，测站迁移前有30 a连续资料，迁移后有19 a连续资料，先对其迁站前后资料进行一致性分析。

利用Excel 进行系列数据的f、t 检验，Excel 的“数据分析”功能α =0.05，查表可知，F年降雨量=1.9＜F临界值=2.11;︱t︱年降雨量= 0.2 ＜t临界值=2.01，数据系列各项统计值均小于临界值，通过检验，说明该站迁移前后降雨资料可以视为同一总体连续应用，也说明具有一致性。F －检验成果表见表1，t 检验成果表见表2。