变化环境下门限值对设计流量的影响研究

东江流域变化环境前后门限值已发生了明显变化。为分析不同洪水门限值对设计洪水的影响，并保证序列的一致性，将变化环境后序列单独挑选出来，设置3个门限值情景对洪水序列采样：大门限值μ取1.6次、中门限值μ取2.6次、小门限值μ取3.6次。运用L -M法估计POT样本的分布参数（表7.6），以PPCC法进行拟合优度检验，PPCC值越大则线型拟合越好（图7.10）。

图7.10　年均发生次数与分布拟合优度的关系

图7.11为不同门限值提取POT序列的GP分布拟合结果，不同门限值频率曲线都与中小洪水点据拟合较好，但与较大洪水点据拟合有一定偏差。但随门限值降低，POT线型拟合优度变好（表7.6）。变化环境后若洪水量级和年发生次数降低，则合理降低门限值取样能显著改善GP分布对洪水点据的拟合。

图7.11　变化环境后不同门限值下洪水POT序列线型拟合对比

表7.6　洪水频率分析分布参数及拟合优度检验

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变化环境后不同门限值的POT模型设计洪峰有所差异，但差异度不显著（表7.7）。龙川站和河源站当重现期小于20年时，大门限值比小门限值的设计洪峰大；当重现期大于30年时，大门限值比小门限值的设计洪峰小，在重现期小于100年时，不同门限值差异度小于5.75%。

POT模型采样模式可以有效捕捉变化环境后洪峰在量级上的变化，而且能较好地提取洪水发生次数信息（表7.6）。POT模型采样能更完整、更灵活地描述洪水及其产生过程，使入选的洪峰更具有物理统计意义。

变化环境后门限值明显减小对设计洪峰流量的影响：年均发生次数相同情况下，东江流域变化环境后门限值明显比变化环境前降低。变化环境后选取大门限值和小门限值时设计洪峰流量有偏差，且当重现期小于200年时，差异度有11.56%。拟合优度检验结果表明（表7.7），合理降低门限值能有效提高线型对高水端的拟合优度（图7.11）。这是由于流域水库修建后，水库调蓄作用导致洪水强度降低，超过特定量级的大洪水大大减少，且变化环境后洪水发生总次数比例随门限值增大而减小（表7.5）。变化环境后若洪水量级和年发生次数降低，则合理降低门限值可提高线型对高水尾端的拟合（图7.11）。因此，变化环境下门限值的选取应注意分析洪水序列变化阶段性，当洪水量级减小时，应更关注选取变化环境后的门限值，降低选取门限值门槛。

表7.7　东江流域变化环境后不同门限值下各重现期对应的极值流量的设计值　单位：m3/s

POT门限值和样本的筛选是POT模型应用的关键，对设计洪水精度有很大影响。而目前已有的一些抽样方法缺乏统一标准，针对变化环境下不同阶段门限值的确定更是少有研究。今后需要研究变化环境下的不同阶段门限值确定的统一抽样准则。