雨情简述

12 日8时至13日8时，全省大部降小到中雨，局部大到暴雨，主要集中在衡阳、长沙、常德、郴州等地，共27县68站降雨超50毫米，其中永兴、耒阳、鼎城、桂阳4县区11站降雨超过100毫米，点最大降雨为永兴县上源水库站142.9毫米,其次为耒阳市阳光站142.0毫米。便江镇塘下村左干渠4米垮方。(小编注：数据截至到13日8：00)

“百年一遇”发生多次，正常么?

▷文章转载自微博：大崔说事

简单回答：

对于一条河一个位置，有可能但概率很小，

对于多条河，一条河或多个位置，太正常了。

2016年，我国南方多地暴雨，新闻媒体报道，很多地方出现了100年一遇的暴雨和洪水，网络上充斥着大量的质疑之声，说“隔三差五”遇到一次百年一遇的洪水，目标直指水利部门。

对于此种舆情，博主很难看到有水文专业的人员对此进行解释，这主要是因为目前学水文的人，三分之一在设计院加班，三分之一在河边的水文站观测洪峰，三分之一在水文局搞洪水预报预警。

很多理工科网友从概率上解释，百年一遇就是每年发生概率为1%，不等于一百年只能发生一次，也可能发生两次、三次、甚至100次，这一点，确实是可能的，我们用全概率公式计算，对于100年一遇的洪水，在100年里出现N次的概率是这样的：

在100年中，发生N次百年一遇洪水的概率。

然而从这个结果可以看出，对于同一条河的同一个位置(水文学称之为断面)，“隔三差五遇到百年一遇洪水”的可能性太低了，比如，在100年里，有5年发生百年一遇的洪水的概率，只有0.3%。所以说，用概率巧合来解释为什么会“隔三差五发生百年一遇洪水”，说服力并不强。但是!请注意!刚才的前提——

发生在同!一!条!河!!!! 同!一!个!断!面!!!!

首先我们来纠正一个大家的认知概念，在普通人眼中，我国的河流是这样的▼

燃鹅，在我们水文人眼中，全国的河流是这样的▼

要知道，根据统计，全国流域面积大于100平方公里的河流就有22909条，假设各条河流之间发生洪水是独立的没有关联，从纯概率角度来看，每年都会有将近229条河发生百年一遇洪水，同时会有23条河发生千年一遇洪水!如果统计更小的河流，这个数字还会往上倍增。这也就是您经常会听到XX河发生百年一遇洪水的原因。

打个简单的比方，大家都知道买彩票中五百万很难，一个人买彩票很可能一辈子都中不了大奖，但我们几乎每周都能从新闻中听到有人彩票中大奖，这是因为有几百万人都在买彩票。同样，某一个断面发生了百年一遇洪水，或某一个雨量站遭遇了100年一遇的暴雨，概率很小，但我们国家水文部门设立有上千个水文站上万个雨量站，在这些站点中，出现某一个站突破百年一遇，也就不足为奇了。

即使对于同一条河流，也存在这样的问题：假设一场100年一遇的洪水，从重庆沿长江传播到宜昌，再到武汉，南京，于是这4座城市都先后出现了一场百年一遇的洪水，4个城市的都市报记者，各自写了四篇报道，分别报道：“重庆(宜昌、武汉、南京)发生百年一遇洪水”这四个报道传到大众的耳朵里，会变成4次百年一遇的洪水，印象中会加深“频繁发生”的感性概念。

离开断面谈洪水都是耍流氓，离开位置谈暴雨都是耍流氓。

所以，如果不具体到某一条河，某一个地点(断面)，而只是收集全国各地洪水灾害事件，然后说近年来发生很多起百年一遇暴雨或洪水，那这个“隔三差五”的说法还说少了呢，应该是每年都会有发生。所以，质疑者的逻辑错误在于，根据主观感受，扩大了事件发生的范围，将全国的洪灾事件统计数量，用于一条河的某个位置的概率。

对于数理统计这样的事情，不能通过直观感受来判断，特别是新闻媒体的判断。

延伸阅读

▷“百年一遇”的洪水大小，到底是怎么确定出来的?

我们所指的百年一遇洪水，都要对应到某一个断面上，也就是一条河流垂直水流方向的横截面。而百年一遇暴雨，要对应到某一个气象站或雨量站，也就是地理坐标的一个点。为了简要，本篇只以洪水为例子，暴雨的推理其实是一样的。

1、水文监测

建国以后，我国为了发展水利，在各个河流都设立了大量的水文站，用来观测、记录这些断面每时每刻的水位(该断面水面的高程)、流量(该断面每秒钟通过的水量，以立方米/秒为单位)。比如长江干流，从上游往下游，寸滩站、宜昌站、汉口站，九江站等，再比如黄河干流，有兰州站、龙门站、花园口站等等。另外这些大河流的各级支流上，一般也设立有水文站。这些水文记录，属于基础资料，经过水利工作者的分析，可用于堤防、水库等水利工程的设计、调度运行、防汛调度等，价值很大。

2、洪水频率和特征

在水文学上，对一条河流某个断面洪水的大小会有定量的判断，一般用重现期(N年一遇)或频率(P=x%)来表示。举个例子，在这个断面，超过这么大量级的洪水每年发生的概率为P=1%，反过来倒数就是我们常说的100年一遇。

描述一场洪水的大小，有很多指标的就像一个人有身高、体重一样，一场洪水也有很多个指标，对于河道的防洪，洪峰流量这个指标最为重要，即这个断面在这场洪水中，流量的最大值。这个流量，在断面地形的作用下反映在水位上，水位高过堤防的话，就会淹没堤外的人口，产生洪水灾害。另外洪水还有一个指标就是时段洪量，比如24小时内通过这个断面的洪水总量，单位是立方米。这个数据对于水库的设计作用很大，因为水库要兜住这部分水。三峡水库留下了222亿立方米的防洪库容，也就是说，一场洪量为222亿立方米的洪水，三峡水库在不放水的情况下完全兜住。

不管是洪峰流量，还是24小时洪量，3日洪量甚至30日洪量，每个指标都有对应的百年一遇的数值，所以，对于一场实际发生的洪水，有可能洪峰是百年一遇，洪量只有20年一遇，洪峰很高，洪量很小，我们称之为尖瘦型;也有可能洪峰不大，洪量很大的，称之为矮胖型。

3、频率分析

(以下内容稍需要一些概率学的基础，文科生请自重。)

水文学上最常用、最可靠的方法是利用历史的观测资料分析。

第一步是找一张特制的概率图纸(我国水文规范使用海森几率格纸)，其纵坐标是洪水大小，横坐标是概率，从最左边的万年一遇，向右依次是千年一遇、百年一遇、10年一遇、5年一遇、中心的50%是2年一遇，往右边就是3年2遇、50年40遇，直至最右侧的万年9999遇，当然水文专业是按频率说的，取倒数后，就是从左边的0.01%，到右边的99.99%，两侧关于P=50%对称。

我们会先将每年观测到的最大值排序，一场洪水的经验频率等于它的排序除以观测年限加1，P=m/(n+1)，m是它的排序，n是观测的年份。比如说，我们有56年资料，这56年最大的那场洪水经验频率就是P=1/(56+1)=1.75%，它的倒数就是57年一遇，排在后面的就是57年2遇，57年3遇……依此类推至最小的57年56遇。根据已有观测资料和计算的重现期，将观测的水文记录画在图上(图中蓝色点子▼)

某水文站洪峰流量频率曲线图第二步，是根据这些点，画一条最接近于点据分布的“趋势线”(图中红色曲线)，这个趋势线是由固定的参数确定的概率分布曲线，可以向左“延长”到100年一遇、1000年一遇甚至10000年一遇。根据这个延长线，就推算出我们需要的100年、1000年一遇的洪水到底有多大了。比如这个图，我们推算出1000年一遇是1780立方米每秒，当水文站观测到洪峰超过这个数值时，就可以说“XX水文站洪峰流量达到了1000年一遇”。

4、估算误差与历史洪水的作用

有些人疑惑为什么水文记录只有几十年却可以计算出千年一遇的洪水?方法就是用统计学方法，通过已经发生的水文记录推算出来的，这种推算可能和真实情况有很大的误差。所以，水文专业一般用“估算”一词而不是“计算”。

估算得大了，浪费国家的资金，推算得小了，遇到洪水水库抵御不了，会发生溃决。但这是发展水利需要承担的代价，垮坝只是非常小的概率，而水库堤防修建后，给国民经济带来的益处是巨大的，我们总不能等到观测一千年、一万年以后，确定误差小了，再来修水利工程吧?

另外，在水文人员的进行设计时，如果资料条件不太好，误差可能比较大的情况下，确定比较高的安全系数为工程安全留下一定的富余。

我们建国后开始大面积设立水文观测站，很多大河都积累了近60年的观测资料。但是，对于大型水库设计，比如三峡工程，要能保证千年一遇洪水自身安全不受威胁，所以仅仅有几十年的资料，仍然是有限的，这条频率曲线“向外延长”后，仍然有很大的误差，我们需要确定一些更高重现期的点子(图中红色点子)，使“外延”更准确。

有什么办法可以实现?这就是历史洪水调查。我们国家历史悠久，很多老年人在年幼时有遭遇大洪水的印象，有的地方还也有一些洪水淹没的痕迹，建国后，我国的老一辈水文工作者通过对历史洪水痕迹的调查考证，对沿河居民的走访，确定了很多历史洪水的洪峰大小和发生时间，将其绘制在图上偏左的位置，使得计算误差大大降低。

这个历史洪水调查，凝聚了一代水文人的心血，为我们今天的设计提供了大量宝贵的财富(具体多大量，我上一张金沙江那块儿的调查图，你们随意感受下，密密麻麻的红色杠杠全是有调查资料的断面)

当年华东水利学院(现河海大学)詹道江教授，就是通过对三峡工程附近的洪水痕迹调查，确定了1870年洪水为近1000年来最大的一次，这样大大降低了三峡工程设计洪水的估算误差，为确定工程设计做出了巨大贡献。

5、最后扯点别的

每次遇到一些公共事件，网络上都是一片乱战，然而很少有人正视问题究竟在哪?我觉得问题在于人类更相信直观感受，而不是理性冰冷的数据。

当全球各地的信息涌入我们的大脑，我们的直观感受是，不好的事情发生的越来越多。灾害越来越多，人们的某种疾病越来越普遍等等，但实际上很多时候，只是负面新闻的传播范围比原来更广，你接受的负面信息量更大了而已。

人类的进化史，造就了我们偏重感性的大脑认知，感性思维是最省力，最快速的，而理性思维模块一直在埋藏在大脑最深层的区域，很难调动，只有在进行极其复杂的运作时才会启用，运作起来能耗极高(写论文和看电视剧，哪个更累?)，当直观的感受遇上理性的数据，人的本能仍然是通过直观感受来进行快速决策。

而这也就是

▷为什么一个博士可以写出一篇极佳的论文，同时还会转发朋友圈煽动人心的荒唐谣言

▷为什么一名医生亲眼看到邻居喝了草药后病好了，就会轻信中药能治病，而基于大量临床实验的循证医学却不被认可

▷为什么一名工程师看到一些由公关公司精心挑选出来的车祸照片，就会由此相信岛国车皮儿薄安全性差，却不相信权威机构的碰撞测试结果

▷为什么定价1999的手机，要比定价2000的手机销量大得多

▷为什么慈善捐款往往由一张摄影作品引爆，而不是慈善机构的统计图表……

这一切都说明，人类大脑在理性思维、逻辑思维的进化速度，远远慢于我们社会的发展速度。

无论是文科生，还是理科生，多学数学，多讲逻辑，不为别的，只为有一双明亮的眼睛，能把世界看得更清楚一些。

责编：谭思敏

来源：湖南水文微信