CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHÂN TÍCH TẦN SUẤT MƯA VÙNG NGHIÊN CỨU
3.4. Phân tích kết quả tính toán cho vùng nghiên cứu
Từ dữ liệu mƣa của 19 trạm, tiến hành sàng lọc dữ liệu cho từng trạm trong vùng, kết quả tính toán thấy mẫu dữ liệu không có tính đột biến và thỏa mãn điều kiện < 1. Bên cạnh đó, kết quả kiểm tra độ phân tán Di cho thấy Di tại tất cả các trạm đều thỏa mãn điều kiện, riêng với mƣa 1 ngày max có trạm Bà Nà, mƣa 3 ngày max có trạm Bà Nà, Phong Bình, Ba Lòng, mƣa 5 ngày max có trạm Phong Bình, mƣa 7 ngày max có trạm Bà Nà không thỏa mãn điều kiện, bỏ các trạm này ra khỏi mẫu và tính toán lại thì Di của tất cả các trạm thỏa mãn điều kiện.
Bảng 0.3: giá trị mưa trung bình và Mann-Kendall Trạm
Mƣa 1 ngày max
Mƣa 3 ngày max
Mƣa 5 ngày max
Mƣa 7 ngày max Giá trị
TB Giá trị
TB Giá trị
TB Giá trị
TB
Thƣợng
Nhật 316.35 -0.018 506.04 0.024 615.66 0.045 675.64 0.015 Nam Đông
KT 374.86 0.0821 597.46 0.0308 710.12 0.0564 786.32 0.0487 Dương Hòa 280.42 0.0952 497.45 0.124 618.54 0.238 691.74 0.238 Bình Điền 270.9 0.0526 462.61 0.0823 563.91 0.0445 627.27 0.0189 Kim Long 267.53 0.0283 414.69 0.0283 491.24 -0.031 548.53 -0.039 Huế 299.59 0.0706 493.39 0.0462 569.29 0.0077 621.98 0.0103 Tà Lương 341.5 -0.143 539.92 -0.095 635.04 -0.095 706.11 -0.171 Cổ Bi 258.8 0.146 481.63 0.209 601.36 0.289 673.62 0.289 Phú Ốc 289.13 -0.025 471.07 -0.048 540.93 -0.067 579.44 -0.022 A Lưới 293.63 0.0846 503.6 0.136 616.87 0.141 683.44 0.115 Thạch Hãn 256 -0.05 419.16 -0.036 488.15 -0.072 531.26 -0.088 Bà Nà 210.58 -0.137 347.79 0.0327 423.44 0.111 484.79 0.111 Cẩm Lệ 221.84 -0.091 343 -0.017 415.75 -0.02 468.36 -0.06 Hiên 205.55 -0.085 351.09 -0.037 420.17 -0.111 473.38 -0.111 Thành Mỹ 209.78 -0.084 334.14 -0.105 394.04 -0.147 431.54 -0.144 Ba Lòng 281.95 0.0769 459.64 0.0769 545.33 0 618.63 -0.128 Phong Bình 254.45 -0.077 422.82 -0.205 492.7 -0.231 535.52 -0.308
Trạm
Mƣa 1 ngày max
Mƣa 3 ngày max
Mƣa 5 ngày max
Mƣa 7 ngày max Giá trị
TB Giá trị
TB Giá trị
TB Giá trị
TB
Lăng Cô 276.06 -0.179 395.66 -0.128 445.40 -0.282 495.39 -0.128 Lộc Trì 288.45 -0.333 488.61 -0.333 553.1 -0.333 626.21 -0.303
Bảng 0.4: Tính Di cho vùng nghiên cứu
ID Tên Trạm
DI DII DIII
1 Ngày Max
7 Ngày Max
3 Ngày Max
5 Ngày Max
1 Thƣợng Nhật 2.133 1.004 0.066 0.023
2 Nam Đông KT 2.147 0.549 0.158 0.396
3 Dương Hòa 1.369 0.698 1.055 1.036
4 Bình Điền 0.622 0.874 1.090 1.270
5 Kim Long 0.004 1.603 0.367 0.880
6 Huế 0.548 0.653 1.731 0.627
7 Tà Lương 1.082 2.177 1.471 0.455
8 Cổ Bi 0.532 0.705 0.997 1.148
9 Phú Ốc 0.068 0.362 0.365 0.432
10 A Lưới 0.163 1.416 0.861 1.721
11 Thạch Hãn 0.499 0.825 1.040 0.881
12 Bà Nà 2.401
13 Cẩm Lệ 0.067 0.272 1.282 0.823
14 Hiên 2.151 1.128 1.124 0.359
15 Thành Mỹ 0.312 0.584 0.084 0.648
16 Ba Lòng 0.280 1.109 1.389
17 Phong Bình 1.835 2.692
18 Lăng Cô 2.269 0.429 1.555 1.166
19 Lộc Trì 1.920 0.919 2.754 2.347
Ghi chú: D: là dữ liệu của 19 trạm ;DI là dữ liệu của 18 trạm (dữ liệu vùng D trừ đi dữ liệu của Bà Nà); DII là dữ liệu của 16 trạm (dữ liệu vùng D trừ đi dữ liệu của
trạm Bà Nàn, Ba Lòng, Phong Bình), DIII là dữ liệu của 18 trạm (dữ liệu vùng D trừ đi số liệu trạm Phong Bình).
3.4.2. Kết quả kiểm tra tính đồng nhất
Bảng 3.5 trình bày kết quả Hi nhận đƣợc từ test Hosking – Wallis, với số lần mô phòng N = 500 cho mẫu dữ liệu cho mƣa 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngày max, 7 ngày max
Bảng 0.5: Giá trị chỉ số đồng dạng Hi khu vực nghiên cứu
Dữ liệu Mô hình mƣa H1 H2 H3
DI
1 Ngày Max -0.4608 -0.5577 -1.1793 7 ngày max -2.0905 -1.205 -0.9583 DII 3 ngày max -1.8522 -0.5323 -0.5963 DIII 5 ngày max -2.5881 -1.068 -1.0162
Nhận xét: từ kết quả tính toán thấy số liệu 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngày max và 7 ngày max thỏa mãn điều kiện đồng nhất. Từ đó cho phép phân tích tần suất mƣa vùng với mƣa cực trị 1 ngày, 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày.
3.4.3. Lựa chọn hàm phân phối
Bảng 3.6 thể hiện kết quả tính toán giá trị ZDIST của các hàm phân phối tương ứng với các mô hình mƣa cực trị thông qua test Hosking-Wallis.
Bảng 0.6: Giá trị tuyệt đối của ZDIST
|ZDIST| <1.64
DI DII DIII
1 ngày max 7 ngày max 3 ngày max 5 ngày max GEN. LOGISTIC 0.6773869 -0.2965277 -0.2672607 -0.5694865
GEV -0.7890358 -1.522532 -1.238064 --
GEN. NORMAL -1.408309 -- -- --
PEARSON III -- -- -- --
GEN. PARETO -- -- -- --
Nhận xét:
1. Với mô hình mƣa 1 ngày max các phân phối sau cho kết quả |ZDIST|
<1.64 gồm Cực trị tổng quát (GEV), Gen. Logistic, Gen. Normal; với mô hình mƣa 3 ngày max có phân phối Cực trị tổng quát (GEV), Gen. Logistic, mô hình mƣa 5 ngày max có phân phối Gen. Logistic, mô hình mƣa 7 ngày có phân phối Cực trị tổng quát (GEV), Gen. Logistic. Nhƣ vậy cả hai hàm phân phối này đều có thể phù hợp về mặt thống kê tương ứng với kích thước mẫu nghiên cứu. Để chọn được hàm phân phối phù hợp nhất cho mô hình mƣa 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngày max, ta tiến hành vẽ đường tần suất mưa cực trị cho trạm đo mưa bất kỳ trong vùng và quan sát sự phân bố các điểm thống kê ước tính của đường tần suất ý luận tương ứng với hàm phân bố trên. Các kết quả này dựa trên code “BayesianMCMC_HW.r”
Tác giả lựa chọn đại diện 1 trạm đo mƣa trong vùng mà trạm đó có chứa giá trị đo lớn nhất trong vùng. Trạm đƣợc chọn là trạm khí tƣợng Huế với dữ liệu đo mƣa 40 năm, trong đó có giá trị mƣa 1 ngày lớn nhất vào năm 1999 với lƣợng mƣa đo được là 978 mm. Từ hình 3.15 đến hình 3.21 thể hiện kết quả vẽ đường tần suất vùng thời đoạn tính toán 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngày max cho trạm khí tƣợng
Huế dựa trên suy luận Bayesian MCMC bằng cách tiếp cận vùng, đường nét liền thể hiện giá trị suy luận Maximum Likelihood, hai đường nét đứt thể hiện giá trị suy luận tương ứng với độ tin cậy 5-95%, các điểm chấm là giá trị thực đo.
Hình 0.15: Đường tần suất mưa 1ngày max trạm khí tượng Huế với
phân phối GEV
Hình 0.16: Đường tần suất mưa 1ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối Gen. Logistic
Hình 0.17: Đường tần suất mưa 1ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối
Gen.Norm
Hình 0.18: Đường tần suất mưa 3 ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối
GEV
Hình 0.19: Đường tần suất mưa 3 ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối
Gen. Logistic
Hình 0.20: Đường tần suất mưa 7 ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối
GEV
Hình 0.21: Đường tần suất mưa 7 ngày max trạm khí tượng Huế với phân phối
Gen. Logistic
Nhận xét: các kết quả cho thấy đường cong tăng trưởng của suy luận (phần đuôi đường tần suất) phụ thuộc vào tham số hình dạng của dạng phân phối lựa chọn.
Hình 3.16, 3.17, 3.18, 3.21 cho thấy sự không phù hợp giữa đường tần suất với đường kinh nghiệm.
Hình 3.15, 3.19, 3.20 thể hiện sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm.
Vậy trong nghiên cứu này tác giả lựa chọn sử dụng phân bố GEV cho mô hình mƣa 1 ngày max, 7 ngày max, phân phối Gen. Logistic cho mô hình mƣa 3 ngày max và mƣa 5 ngày max để phân tích tần suất mƣa vùng cho vùng nghiên cứu.
Bảng 0.7: Bảng lựa chọn hàm phân phối
|ZDIST| <1.64
DI DII DIII
1 ngày max 7 ngày max 3 ngày max 5 ngày max
GEN. LOGISTIC -- -- -0.2672607 -0.5694865
GEV -0.7890358 -1.522532 -- --
GEN. NORMAL -- -- -- --
PEARSON III -- -- -- --
GEN. PARETO -- -- -- --