黑龙江省近40年洪涝旱灾害及未来减灾对策

洪涝旱灾害是黑龙江省的主要自然灾害.本文提出了黑龙江省洪涝旱灾害指标;分析了1949～1990年洪涝旱灾害的时空分布特性;提出理论损失新概念, 较系统地估算洪涝旱灾害造成的实际损失和理论损失;探讨防灾减灾对策.     

基于滑动平均-加权马尔科夫链的宁夏石嘴山市年降雨量预测

为了给农业发展与决策提供理论支持,根据石嘴山市5个气象站(大武口站、平罗站、石炭井站、陶乐站、惠农站)1960—2008年的降雨资料,进行3 a滑动平均计算.采用均值-标准差分级法计算降雨量分级,将降雨序列分为枯水年、偏枯年、平水年、偏丰年和丰水年5个状态.利用精度检验后的加权马尔科夫预测模型对石嘴山市2007年和2008年滑动平均降雨量进行区间估计,并根据状态特征值结合线性插值的方法计算了滑动平均降雨量的预测值,由此得出2009年和2010年的年降雨量预测值.最后讨论了各状态重现期.计算结果表明:石嘴山市2007年和2008年的3 a滑动平均降雨量分别是185.42,168.28 mm;2009年和2010年的年降雨量分别为135.11,146.88 mm,均处于偏枯年状态;平水年和偏丰年重现期最小,枯水年重现期最大.     

小波消噪随机耦合模型在作物生育期月降雨量预测中应用

利用小波消噪技术对降雨量序列进行消噪处理,然后采用小波变换A Trous算法对小波变换序列进行分解和互相关分析,建立各小波变换序列相应的数学模型,最后采用小波重构算法得到小波消噪随机耦合模型.然后根据查哈阳农场1956～2008年作物生育期月降雨量数据资料,建立了小波消噪随机耦合模型,对模型进行拟合预测检验,研究表明该模型拟合预测精度高,能够反映该地区的降雨量变化规律,是一种实用的预报模型.     

模糊时间序列模型在短期气候预测中的应用

将模糊时间序列模型引入短期气候预报,利用重庆34个地面气象观测站的逐日观测资料(1971—2007年)和重庆市旱涝灾害监测预警决策服务系统计算的干旱指数和洪涝指数等资料,运用模糊时间序列模型分别对2001—2007年重庆市城口县1月降水、1月平均气温的预报结果(年度预测)和重庆市春旱指数的预报结果(年度预测)进行了模糊时间序列分析,预测了2004—2007年的发展趋势,用2004—2007年实测值与预测结果进行了比较,并与加权集成、人工神经网络集成、数据挖掘集成等模型进行了精度比较和分析.结果表明:模糊时间序列模型各项精度评定指标优良,并且计算简单,具有一定的实用价值.     

广西西江流域降水极值空间分布及其演变规律

根据1958—2007年广西西江流域年最大1、3、7 d降雨量序列,绘制出其均值和离差系数空间分布图,分析其空间分布特征。选用对数正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布、Gumbel分布、Weibull分布研究其概率分布模式。运用线性趋势回归检验法和小波分析法、最大熵谱法和方差分析法研究其时间演变规律。结果表明：年最大1、3、7 d降雨量的均值在流域东北部大,东部、西部个别地区较大;对数正态分布拟合年最大1、3、7 d降雨量序列效果最好;平均年最大1、3、7 d降雨量呈微弱的上升趋势;绝大多数站年最大1、3、7 d降雨量序列具有8、10、12 a的周期。     

基于D-Markov模型的金融波动模式识别

将小波变换与符号时间序列分析相结合,引入工程领域的D-Markov模型,提出了一种用于金融波动变化模式识别和异常检测的方法。波动序列经过离散小波变换,产生小波系数序列,将小波系数序列符号化产生符号时间序列,建立符号时间序列的D-Markov模型,并求状态转移概率矩阵,计算各状态转移概率矩阵的状态概率向量与标准状态转移概率矩阵的状态概率向量之间的欧拉距离,从而得到异常度。基于得到的异常度识别金融波动变化模式,检测异常波动的发生。以上证综指的5分钟序列为样本实证分析,对该方法的可行性和有效性进行了验证。     

时间序列分析与支持向量机的滑坡位移预测

滑坡在变形演化过程中,遭受季节性外界影响因素的作用,变形位移时间曲线呈现出阶跃型特征.采用时间序列分析方法,将位移分解为趋势项和季节项.趋势项位移由坡体自身地质条件控制,利用多项式函数进行预测|季节项位移受降雨、库水位和地下水位等因素的季节性作用而变化.选取当月降雨量、累计前2个月降雨量、当月库水位高程、月库水位变化速率和当月地下水位高程作为影响因子,利用进化支持向量机耦合模型进行预测|通过时间序列加法模型得到滑坡总位移预测值.以三峡库区白家包滑坡为例,通过计算得到预测结果与实际监测值基本吻合,其中最大均方根误差为188,而最小相关系数为098.研究表明：基于时间序列分析与进化支持向量机的滑坡位移预测模型,有效反映了阶跃型滑坡位移变化规律与季节性影响因素之间的响应关系,是一种行之有效的滑坡位移预测方法.     

变化环境下非一致性年径流序列的水文频率计算原理

由于受频繁人类活动和气候变化的影响,用于水资源评价计算的天然年径流量序列失去了一致性.为了适应变化环境对水文频率计算的要求,提出了基于时间序列分析的非一致性年径流序列的水文频率计算原理,包括假设前提和一般方法.该方法假设非一致性水文序列由相对一致的随机性成分和非一致的确定性成分两部分组成,采用成因分析法与统计分析法分别对确定性成分和随机性成分进行识别与检验,并对确定性成分进行拟合计算,对随机性成分进行频率计算;根据时间序列分析的分解与合成理论,将确定性的预测值和随机性的设计值进行合成,得到过去、现在和未来不同时期合成序列的频率分布.     

柳州市年降雨量序列的拟合与预测

采用基于均生函数逐步回归的正交化筛选建模方法对柳州市１９３５～１９７６年的年降雨量序列进行拟合计算,并由所得的线性回归模型对１９７７～１９８２年降雨量进行预测。结果表明该方法拟合效果良好,并有一定的预测能力。     

基于GIS的滇池流域降雨量插值及其分布特征

针对云南省的降雨量时空分布极不均匀、滇池流域内水资源短缺的问题,利用滇池流域26个雨量站2001—2017年的逐月及年降雨量数据,用地理信息系统的统计分析功能对滇池流域年均降雨量序列进行空间插值,对比了不同插值方法的效果,分析了该流域降雨量的空间分布特征。结果表明:考虑高程影响的协同克里金法更适用于滇池流域降雨量插值分析;滇池流域降雨量时空分布极不均匀,无论哪个季节,西北、东北部山区降雨量较多,夏、秋两个季节湿热、多雨,而冬、春季天气干燥,降雨量少。     

北京市降雨量与参考作物腾发量多时间尺度的集对分析

为了揭示北京市降雨量和参考作物腾发量之间的不确定性关系,以期为二者的变化规律分析、预报和预测提供支撑,利用1961—2009年的长时间序列资料,应用小波分析方法对北京市的降雨量和参考作物腾发量的波动周期和局部特征进行分析,应用集对分析方法分析不同时间尺度下的降雨量和参考作物腾发量之间的同一性、差异性和对立性。结果表明,北京市降雨量和参考作物腾发量之间存在不同时间尺度的周期波动,且差异性在短、中、长周期尺度水平上占据主要位置,而在中长周期尺度水平上对立性占据主要位置,这为分析降雨量和参考作物腾发量在多时间尺度上的变化规律和二者在多层次上的关系提供支持。     

城市雨水池设计雨量公式的统计方法

基于北京市53 a的日降雨量资料,分别采用年最大值、年超大值、年超定量和年多个值法进行选样对比,并用频率曲线(对数正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布、对效皮尔逊Ⅲ型分布、耿贝尔分布)进行拟合.理论频率曲线的参数估计采用矩法.各种分布的拟合优度检验采用x~2检验法和K-S检验法.拟合准则采用离差平方和最小的原则.拟合各种选样方法数据,皮尔逊Ⅲ型分布函数拟合误差最小.在资料年数不长或需要计算小于1a重现期的情况下,建议采用年多个值法,否则采用年最大值法、皮尔逊Ⅲ型分布拟合最佳.     

1961—2019年江西省降雨侵蚀力时空变化分析

降雨侵蚀力（R）与降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨动能有关，反映了降雨特性对土壤侵蚀的影响，是影响土壤侵蚀的重要因素之一.本文利用1961—2019年江西省25个气象站点的逐日降雨量数据，基于降雨侵蚀力模型，通过Mann-Kendall相关检验、小波分析和Kriging空间插值方法，分析江西省降雨侵蚀力空间分布及变化趋势.结果表明：江西省年均降雨量和降雨侵蚀力从赣南到赣北逐渐增加，同时降雨空间分布和降雨侵蚀力空间分布具有相似性；春季和夏季降雨侵蚀力在3 000~6 000 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1，且春季降雨侵蚀力最大值高于夏季，而秋冬季降雨侵蚀力明显小于春夏季；江西省年降雨侵蚀力平均最大值分布在赣北区域，其次为赣中，赣南最小，侵蚀力由北向南逐渐递减.研究表明江西省因降雨导致侵蚀力不断增加，尤其以春夏季更为剧烈，其空间分布存在明显差异.     

南沟降雨径流特性分析

以流域的下垫面条件为基本因素,利用降雨径流实测资料,对南沟流域的降雨径流特性进行了分析论证。     

义乌降水气候分析中的面雨量计算及其应用比较

用区域面雨量的泰森多边形法计算方法,并与算术平均法和气象站单站资料在气候变化分析中的应用进行比较,发现泰森多边形法与算术平均法计算的面雨量差别较小,而与气象站单站资料比较,其差异相当明显;认为某单站降水资料不能代表该区域降水量,在降水气候分析或某区域降水量趋势预报中,用泰森多边形法计算的面雨量比算术平均法更科学、简便、合理．     

3维Copula函数在降雨特征多变量频率分析中的应用

鉴于径流数据缺乏且难以长期监测而降雨数据相对完整,通常假定降雨和径流同频率,采用设计降雨进行水文分析计算,但此方法很难真实全面地反映降雨变化特征.为此,提出一种基于3维Copula函数的降雨特征多变量频率分析方法.首先利用降雨强度法将连续的降雨时间序列分割成若干个降雨事件,采用年最大值法取样,统计出表征雨量的特征变量,然后引入3维Copula函数构建降雨特征3变量联合概率模型,并以广州1961~2012年历史降雨数据为例进行分析.结果表明,基于3维Copula函数的多变量分析方法计算简单、可靠性高,可以进行3种不同降雨特征变量的组合分析,得到各种不同量级变量的遭遇概率和条件概率,能够更全面地反映降雨特征并更好地满足水文分析计算需求.     

银川市近49a来降雨变化特征分析

根据银川市4个气象站(银川站、永宁站、贺兰站、灵武站)近49 a(1960—2008年)的实测降雨资料,运用统计学理论、回归分析、Mann-Kendall非参数检验、克里金插值等方法进行研究,依据有关统计量的计算结果,分析了银川市近49 a来降雨量的时空变化特征.研究结果表明:银川市年内降雨量分配不均,夏季降雨量最大,占全年降雨量的56.83%~58.32%,冬季最小,仅占全年降雨量的1.93%~2.07%;年际以及年代际降雨量变化大,多年平均降雨量为186.7 mm,且以20世纪60年代降雨量最大,90年代降雨量最小.经Mann-Kendall非参数检验和一元线性回归分析,发现银川市降雨量呈现逐年减小的趋势,Mann-Kendall非参数检验趋势系数β为-0.18 mm/a,线性回归倾向率为-5.386 mm/(10 a).银川市降雨量还存在空间分布不均的特点,灵武市降雨量最大,减小的趋势最小;贺兰县降雨量最小,减小的趋势最大.     

强降雨条件下含软弱夹层粘性土坡稳定性分析

为了分析含软弱夹层粘性土坡在强降雨条件下的稳定性,结合某失稳边坡工程现场实际调研资料,基于饱和非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论,提出了一种新的含软弱夹层粘性土坡稳定性分析方法,并利用该方法分析了强降雨条件下边坡的渗流特性及安全系数变化规律。分析结果表明：降雨入渗先在边坡软弱夹层内形成暂态饱和区,且当坡顶入渗的雨水未渗流至软弱夹层时,夹层内暂态饱和区中的雨水会沿夹层上表面向着坡顶方向渗流;降雨入渗过程中,边坡基质吸力与铅直有效应力之间存在严格的正相关变化关系;随着降雨历时的增加,塑性区首先在软弱夹层内部贯通,然后向坡顶扩展,边坡安全系数逐渐降低;降雨停止一段时间后,由于坡顶入渗雨水的补给,软弱夹层内局部将仍存在暂态饱和区,此时,塑性区面积会由坡顶向软弱夹层内部减小,再由夹层内部至坡面逐渐缩减,但边坡安全系数并未明显上升;根据数值计算结果可将粘性土坡失稳过程分为夹层软化、夹层挤压、拉伸裂缝、坡顶沉降和断裂滑移等5个阶段。因此,为了降低强降雨对边坡稳定性的影响,在含软弱夹层粘性土坡支护设计时应着重考虑边坡排水系统的合理布设。     

降雨输入对青龙河流域HSPF模型模拟结果的影响

为评价降雨输入对青龙河流域BASINs/HSPF模型模拟结果的影响,改善HSPF模型模拟精度,应用趋势成分建模、周期成分建模、相依随机建模和独立随机建模（白噪声）等随机建模程序和蒙特卡洛计算机模拟方法,获得200组降雨随机模拟序列,分别作为青龙河流域BASINs/HSPF模型的输入,以Nash-Sutcliffe效率系数（E_NS）作为模型模拟效果的评价标准,获得如下结论:采用趋势成分、周期成分与ARMA建模以及正态随机模拟获得降雨随机模拟序列是量化降雨输入随机性的可行方法;在模型参数优化的条件下,降雨随机模拟序列HSPF模拟E_NS值的变化区间为[71.09%,74.96%],波动幅度达3.87%,表明降雨输入随机性对于HSPF模拟结果具有显著影响;当考虑每年的日降雨量极大值时,E_NS值变化区间为[75.35%,78.81%],波动幅度达3.46%,且结果均优于没有考虑降雨极大值点的降雨随机模拟序列,表明降雨时间序列的极大值点对于HSPF模拟效果具有显著影响;随着降雨时间序列中所考虑极大值点数量的逐渐增多,HSPF模拟效果出现下降趋势,表明HSPF模拟应特别关注若干最大极值点的影响;降雨输入的不确定性是HSPF模型模拟结果不确定性的重要来源,改善HSPF模拟效果需要考虑降雨时间序列随机性和极值点因素的影响.本研究可为量化降雨输入对HSPF模型模拟的影响以及HSPF模拟的降雨情景优选提供借鉴.     

宁夏贺兰山东麓060714暴雨洪水分析

根据洪水调查成果资料,对060714暴雨洪水的成因及暴雨、洪水、泥沙特性进行了分析,旨在提高预防暴雨洪水突降的能力.分析结果表明,060714洪水发生的范围大,洪水峰高量大,出现复式峰;其特性在贺兰山暴雨洪水中是历次上少见的.