基于网格划分的自然邻点法在降雨空间 分布研究中的应用

基于地理信息系统的网格划分,在泰森多边形法的基础上利用自然部点法内插出相关研究区每个网格上的雨量值,进一步做出降雨空间分布曲线,得出不同量级降雨量在研究区域的覆盖范围,为面雨量和降雨空间分布计算提供了新方法。     

基于水汽输送与IDW法耦合的降雨插值方法研究

在普通反距离权重法(IDW)的基础上,构建基于水汽输送与反距离权重法耦合的降雨插值方法(IDWWVT)。以三峡库区为例,利用库区及周边22个气象站点资料,分别采用IDW-WVT方法和IDW方法对22个站点2009~2013年的日降雨量进行空间插值模拟,以典型流域澎溪河的14个雨量站观测降雨资料对插值效果进行评价。结合SWAT模型,进一步分析插值降雨对澎溪河径流过程以及面源负荷过程的影响。结果表明:IDW-WVT方法对降雨量空间插值的精度明显优于IDW方法,在日尺度和月尺度中插值精度分别提高了23.1%,16.9%;同时使用IDW-WVT对径流过程和面源负荷过程的模拟效果也提升显著。     

坡面汇流的试验研究

本文根据大量的室内模拟降雨汇流试验，分析了降雨强度、雨型、坡面形状、坡度及粗糙度等因素对坡面汇流的影响。着重探讨了雨强与洪峰流量及汇流时间的关系、雨型对洪峰流量的影响规律等问题，对坡面汇流的理论研究及小流域的径流计算都具有现实的意义。     

面雨量的不确定性对洪水期间径流模拟的影响

降雨是洪水过程模拟的重要输入,研究降雨输入的不确定性对洪水期间径流模拟的影响是优化洪水预报的重要手段。为研究不同降雨数据密度下面降雨量的特征以及其对径流模拟结果的精度影响,以曹娥江流域上浦闸以上为研究区域,2021年“烟花”洪水为研究案例,选取不同数量的实测降雨站点数量,使用泰森多边形插值法对研究区域内实测点降雨数据进行空间插值得到面降雨量。在高密度降雨数据情况下,使用自研发的率定软件对NAM水文模型和HD水动力的耦合模型进行模型参数的联合率定。确定模型参数后,模拟不同密度的面降雨输入下的径流结果,计算实测径流过程与模拟径流过程的误差,量化面雨量计算的不确定性对模拟精度的影响。结果显示：降雨数据密度由低至高,各站的模拟径流确定性系数分别为,嵊州新市站0.84、0.83、0.83、0.76;嵊州站0.97、0.96、0.95、0.92;黄泽站0.83、0.91、0.89、0.90;东山站0.97、0.97、0.98、0.98。结果表明：在降雨数据较少的情况下,面降雨数据易受到单个站点的数据影响,径流模拟结果的不确定性较大。整体而言,降雨数据的密度越大,面降雨量的不确定性越小,径流模拟结果...     

江苏省水土流失动态监测降雨侵蚀力因子站点密度优化研究

为进一步提高水土流失动态监测精度,基于江苏省水土流失动态监测现设的74个站点和江苏省水文站网399个降雨监测站点的降雨参数计算降雨侵蚀力,采用克里金插值法获取其空间分布特征,并通过分层抽样、误差对比等方法分析不同站点密度对降雨侵蚀力计算结果的影响,进而探讨研究区的最优站点密度。结果表明：(1)基于现用水土流失动态监测站点数据计算的降雨侵蚀力(R_动)与基于全省总站点数据计算的降雨侵蚀力(R_真)在空间分布上大体一致,总体呈从南到北的递减趋势,主要在极值区域存在较大差异;(2)随着站点密度增加,R_动与R_真的结果差异减小,降雨侵蚀力计算精度增加,在站点数从200增加为300时,差异显著减小;(3)基于优化站点(287个)计算的降雨侵蚀力(R₂₈₇)与基于全省总站点数据计算的降雨侵蚀力(R_真)的空间分布趋势基本一致,差异较小。根据研究区降雨量数理特征,采用样本量公式计算得到最优站点数量为287个。     

雨量站网分布对雨量插值算法及径流响应的影响

为比较雨量站网密度及分布对不同空间插值算法的影响,选取6种雨量站密度的不同分布,采用4种空间插值算法对研究区2006—2014年的日降雨进行插值,并将面均雨量作为新安江模型的输入,分析和比较其降雨径流响应。结果表明:①雨量站网空间分布越均匀,降雨插值误差越小,其径流模拟的精度也越高;②在雨量站网均匀布置的情况下,各空间插值算法的插值结果差异较小;雨量站网布置不均匀时,站点数目越少各空间插值算法插值结果差异越大;③计算点雨量时,考虑空间变量的克里金法能更准确地计算日降雨的结果;计算面雨量时,不同插值算法间差异较小,建议选用计算简便的插值算法,比如泰森多边形、反距离权重法。     

坡面径流阻力计算模式对比研究

坡面流是污染物迁移、土壤侵蚀、泥沙输移的主要动力因素,阻力系数是影响坡面流模拟的重要参数。为比较三种阻力计算模式(阻力系数为常数、以淹没度为变量的Lawrence模型和阻力分割模型)在裸坡、砾石覆盖坡面、植被覆盖坡面三种常见坡面上的适用程度,本文建立了坡面降雨径流模型,对不同类型坡面的产流进行了模拟。坡面径流模型采用扩散波模型,坡面降雨入渗模型采用考虑坡度影响的Green-Ampt模型,当存在植被时,考虑冠层降雨截留损失。结果表明:在裸坡上,三种阻力计算模式均适用;而在有砾石覆盖和植被覆盖的坡面上,考虑阻力系数时空变化的阻力分割模型模拟精度最高。阻力系数对坡面径流流量的影响在坡面汇流的涨水与退水阶段较大,而在稳定阶段很小。对有植被覆盖坡面,降雨强度存在阈值,大于阈值时,不同阻力模式对坡面流模拟结果影响甚微;反之,需选择合适的阻力计算模式,且坡长越长,坡度越缓,降雨强度阈值越大。     

东川地区降雨的点面分布规律

本文采用云南省东川地区六场暴雨资料，进行动点动面分析计算，得出了各时段降雨的不均匀系数，通过计算机摸拟计算，建立了相应的模型计算公式，并进行了误差分析及其模型公式的综合     

西南地区降雨不均匀系数的计算

本文采用云南省东川地区六场暴雨资料，进行动点动面分析计算，得出了各时段降雨的不均匀系数，通过计算机模拟计算，建立了相应的模型计算公式，并进行了误差分析及其模型公式的综合。     

降雨条件下坡面薄层水流速度特征

通过在室内不同坡度和降雨强度下用电解质脉冲法对坡面水流速度进行测量。坡面长8m，宽15cm，坡度范围5°～25°。测量结果表明：在相同的降雨条件下，坡长对流速的影响不显著，而降雨强度和坡度对土壤侵蚀的影响相当显著；坡度越大，坡面产沙和冲沟发育越快；随着细沟的形成，水流速度逐渐减小。大坡度的水流速度变化揭示了细沟发育具有突发性特征。     

Spatial Distribution and Seasonal Variability of Rainfall in a Mountainous Basin in the Himalayan Region

The average distribution of precipitation provides essential input for understanding the hydrological process. The role of complex topography in mountainous basins makes the spatial distribution of precipitation different than the plain areas. Besides the rugged topography, the Himalayan basins also face the problem of limited physical accessibility and data availability. In this study, seasonal and annual distribution of rainfall with elevation and distance from the lower most station (Akhnoor) has been studied for the Chenab basin (western Himalayas). The study basin covers all the three ranges i.e. outer, middle and greater Himalayas. The rainfall stations are grouped into windward and leeward categories. The trends of spatial distribution of rainfall are discussed in detail. Attempts are also made to investigate the impact of reduced network on the mean annual rainfall of the Chenab basin. A reduction in rain gauges from 42 to 19 has resulted in an increase in the estimate of mean annual rainfall by 14% with respect to the estimate obtained using 42 stations network.     

优化Z—R关系及其在北京地区面雨量估测中的应用

运用最优化方法,选取北京市新一代天气雷达2007年5场降雨的基数据资料与对应的地面雨量计资料进行Z—R关系研究,对比由雨量计观测值和雷达估测值插值得到的面雨量分布情况。结果表明：采用缺省的Z—R关系估算出的区域面雨量普遍偏小很多,优化后雷达估测的雨强分布与雨量站点测量的雨强分布更接近,且雷达定量估测区域面雨量的精度有了...     

长江上游面雨量低频特征分析

目前,对长江上游降雨的研究多以过程和影响分析为主,对其低频特征研究较少。基于1961～2017年长江上游276站逐日降水资料,利用泰森多边形法得到长江上游7大流域逐日面雨量,分析了长江上游面雨量低频特征。结果表明:①长江上游面雨量存在着显著的低频振荡,但各流域周期不同,金沙江石鼓以上和金沙江石鼓以下2个流域具有10～40 d周期,而其他流域具有10～25 d周期。②长江上游夏季低频强降水事件在频次、持续天数、降水强度和最大面雨量特征量上排首位,秋季次之,春季最小,但各流域之间特征量存在着较大的差异。③低频强降水过程次数年际差异大,在15～25次之间,随持续时间、流域数量增加,过程次数呈减少趋势。     

Automated Average Areal Rainfall Calculation inLibya

An automated computer program isdeveloped for calculating areal average rainfall(AAR) value and its implementation is presentedfor the arid region representative country,Libya.The procedure is conceptually simple byconsideration of almost equilateral trianglesconnecting adjacent meteorological stations withthe assumption of linear rainfall change betweenstations. The applications of the methodologyhave been achieved for monthly, seasonal andannual rainfall amounts recorded at 29meteorological stations scattered over thenorthern part of Libya.It has been shown thatthe proposed methodology yields results that arecomparable with the commonly used AAR calculationmethods.     

浙江省降水特征及其参数空间变化分析EI北大核心CSCD

为提升浙江省水灾害防治能力,从流域区域和县级行政区域两种尺度分析不同时段和频率的面雨量及其统计参数在不同雨区、地形区分布特征和空间变化,并建立各区域面雨量时段-频率-面积-深度关系。结果表明:面雨量及其统计参数计算结果与相关规划设计值、《浙江省短历时暴雨》相关结果一致性较好,结果较合理;台风雨主控区和梅雨台风雨兼容区不同时段面雨量变差系数的平均值比梅雨主控区大;对于山区流域区域,在同一干流或支流上,相同时段和频率的面雨量及其变差系数与集水面积呈负相关关系;对于平原或县级行政区域,不同时段和频率的面雨量在台风雨主控区最高,梅雨台风雨兼容区和梅雨主控区次之。     

泰森多边形法在小流域面雨量计算中的应用

为探究泰森多边形法在小流域面雨量计算中的适用性,以地处江淮丘陵区适宜进行产汇流机制等水文基础理论研究的典型闭合小流域花山流域为例,结合流域现状站点分布和地形特点,选取流域多年面雨量、典型场次与典型日面雨量三种不同降雨量级实例,分别采用算术平均法、泰森多边形法和等值线法计算面雨量进行对比。年面雨量和场次面雨量计算中泰森多边法对比等值线法计算值相对误差小于 1.00%,日面雨量计算值相对误差小于 2.00%;算术平均法在典型场次面雨量样本中有 40.0%的计算值相对误差大于 1.00%,最大相对误差为 -2.47%,在典型日面雨量样本中有36.8%的计算值相对误差大于 2.00%,最大相对误差为 9.38%。结果表明：不同降雨量级使用泰森多边形法计算面雨量比算术平均法更接近于等值线法计算值;算术平均法在降雨量较小时受局部降雨影响计算误差较大,在年面雨量计算时可以和泰森多边形法互换使用。     

基于ECMWF和WRF的嘉陵江流域面雨量预报精度评估

将降雨数值预报产品运用到水文预报中已经逐渐成为提高洪水作业预报的预见期的重要手段。为充分了解ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)和WRF(Weather Research and Forecasting model)2种数值天气预报产品对嘉陵江研究区面雨量预报的预报精度和误差分布,且为增强洪水预报精度的稳健性提供科学支持,采用TS评分、空报率、漏报率、正确率等指标,对嘉陵江地区7个气象分区内的2016年汛期面雨量预报结果进行了检验,分析了不同分区内各检验指标与预报时效的关系。结果表明:ECMWF数值预报产品和WRF数值预报产品均可用于该地区晴雨预报,且2种产品的预报精度随降水等级的增大呈增大趋势,随预报时效的增加呈减小趋势。综合而言,ECMWF数值预报产品对嘉陵江研究区的预报效果更好。     

全过程联合校正的洪水预报修正方法

洪水实时校正是洪水预报的重要组成内容,也是水文预报研究的热点与难点。为进一步提高洪水预报精度,提出了一种全过程联合校正的洪水预报修正方法。该方法的主旨是在雨量站数目较多的流域,构建雨量站网密度与洪水预报误差分配比例之间的定量关系;对雨量站数目较少的流域,借用该比例关系,将洪水预报总误差按比例划分为面雨量输入误差和模型误差两部分;再基于系统响应理论,对研究流域的这两部分误差进行修正,从而实现输入误差与模型误差的全过程联合校正。在淮河三个典型流域的应用结果表明,相较于目前单变量的系统响应曲线修正方法,全过程联合校正方法可进一步提升误差修正效果,提高洪水预报精度。     

降雨及其侵蚀力研究方法探讨

降雨是导致土壤流失的动力因素,降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,准确计算降雨侵蚀力是定量预报土壤流失的重要环节.为此简析国内外降雨及其侵蚀力研究现状、进展、降雨雨滴测定、降雨能量及侵蚀力计算方法,并根据降雨地域性差异较大的特点,提出适用于我国的降雨能量计算公式.