云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

基于逐步回归分析的雨量信息插补计算和应用

以江西遂川江流域南溪站为例,在对日雨量历史资料分析基础上,采用逐步回归构建回归方程,插补欠缺资料站点的雨量信息,并基于GTOP30DEM数据构建数字水系划分子流域,采用以新安江模型为基础的分布式水文模型模拟日径流过程.结果表明,插补计算后的日雨量输入可靠,增加了降雨径流模型的输入信息,从而减少了水文模拟的不确定性,为解决资料短缺地区或雨量站部分年份缺测等提供了新途径.     

长江上游流域数值降雨预报产品精度评估

根据实测站点降雨数据和ECMWF、梯调降雨预报数据，评估两种降雨预报产品在长江上游流域51个降雨分区的面雨量预报精度。各分区面雨量预报值采用网格算术平均法计算，观测值采用泰森多边形法计算。相关系数、平均绝对误差和ROC曲线的AUC数值指标的计算结果表明，两种产品在长江上游流域均具有较好的预报效果，其中梯调降雨预报数据在预见期较长时相对精度更高，质量更为稳定；梯调降雨预报数据相较于ECMWF数据更适用于流域的上游和下游区间，中游区间ECMWF数据的预报效果更好。     

基于卫星降水数据的金沙江流域可能最大降水量计算方法

为探索缺资料地区可能最大降水计算方法,以金沙江巴塘水文站以上流域为研究区,依据该流域测站降水资料,对MSWEP卫星降水数据进行精度评定。选取MSWEP自1979年以来的数据,采用统计估算法计算得到该流域1、3、7、15d可能最大降水量分别为25.2、49.1、86.1、150.9mm;同时,基于该流域及邻近地区的测站资料,采用水文气象法计算得到对应历时的可能最大降水量。对比两套结果发现,相同历时下前者计算结果与后者的相对偏差均在16%以内,表明在该流域基于MSWEP数据,采用统计估算法计算可能最大降水是有效可行的。研究结果不仅为该流域的可能最大洪水计算奠定了基础,更为缺资料地区的可能最大降水计算提供了新途径。     

乌溪江梯级水库洪水预报精度提高的方法

为提高乌溪江梯级水库洪水预报精度,对洪水预报精度的影响因素进行了分析,找出了提高洪水预报精度的方法,即增加自动测报雨量测站点数量、对流域小水电的开发情况进行详细调查并对有调蓄能力的小水电安装压力式水位计进行实时水情自动监测。经过2011、2012年的大洪水预报检验,雨量测站的增设更能反映流域降水实况,小水电的实际出流过程可对洪水初期的扣损进行调整、对中期进行流量修正,预报取得了良好的效果。     

多源降水信息在海河流域洪水预报中的应用

将气象数值预报降水格点信息、雷达反演降水信息插值到实测雨量站点中,分别通过覆盖、插补方式将插值的雨量信息统一整合到标准的实时水雨情库中,从而实现与该站点实测信息的融合,从降雨数据层面实现了测站的历史、实时、未来降水信息的统一。在此基础上,利用现有水文预报系统进行多源降水信息支持下的洪水预报,在确保一定精度的前提下,延长了洪水预报的预见期。将该方法应用于2012年海河流域洪水预报和防洪调度中,取得了较好的效果。     

近50年来细河流域降水量的时空变化

为合理利用区域降水资源,依据细河流域5个雨量站点近50年(1966~2015年)的降水观测资料,结合线性倾向法、累积距平法分析了细河流域近50年来降水量的变化趋势;再采用Mann-Kendall法分析其降水量的突变现象;最后采用空间插值法分析其空间分布特征。结果表明,细河流域降水量主要集中于夏季,占全年降水量的83%;从季节变化趋势看,5站的四季变化趋势各有不同,但冬季大部分站点呈上升趋势变化;根据Mann-Kendall检验计算,细河流域降水量平均Z值为0.659,降水量随时间呈上升趋势变化,且5个站点均有突变点;空间分布亦不均匀,整体呈由东南向西北减少的趋势。研究结果为该区降水量管理提供了科学依据。     

暴雨临界曲线法在黑龙江省典型流域山洪预警中的应用

为了能够准确地进行山洪预警预报,选取烟筒山水文站所在流域为典型流域,以河道安全泄量为出发点,根据相关的经验公式计算得到最大临界雨量和最小临界雨量,判别出山洪情况,并采用暴雨临界曲线法分析计算了烟筒山水文站的三次典型暴雨过程。结果表明,采用暴雨临界曲线法能定性判别出山洪灾害发生的危害程度,其结果与实际调查情况一致,可见该方法应用于黑龙江省典型流域合理、可靠。     

推理公式法在复杂丘陵地貌设计洪水计算中的适用性分析

为研究推理公式法在复杂丘陵地区设计洪水计算中的适用性和误差来源，采用Morris筛选法分析了推理公式法参数的敏感性，通过与水文比拟法、历史洪水调查等结果进行对比，分析了推理公式法在不同流域面积的适用性。结果表明，面平均雨量是推理公式法主要的误差来源，误差随流域面积增大呈增加趋势，通过合理选择参数，对于面积在500～1 000 km²的流域，推理公式法仍具有适用性；以蒲江河流域为例，采用传统面雨量计算方法(不折减),当控制断面集雨面积分别为100 km²左右、100～500 km²、大于500 km²时，误差分别为5.1%～5.3%、11.2%～16.0%、25.2%～25.5%,当流域面积大于500 km²时，通过面雨量合理折减后，计算结果比历史调查资料仅小约0.2%。     

汉江流域降水、蒸发及径流长期变化趋势及持续性分析

分析汉江流域降水、蒸发、径流等水文要素长期变化趋势是开发利用汉江水资源、研究人类活动对江汉流域生态环境影响的前提。基于汉江流域13个水文站1960～2003年逐月降水量、气温观测资料,采用高桥蒸发模型计算了汉江流域年径流量,采用Mann-Kendall非参数检验法分析了该流域降水量、蒸发量、径流量的变化趋势,并由Hurst指数分析了各水文要素变化趋势的可持续性。结果表明,采用高桥蒸发模型间接计算年径流量适应性较强,值得推广;汉江上游多数站点年降水量减少,下游站点年降水量增加,且变化趋势不显著;上游站点年蒸发量增加趋势显著,其余站点变化趋势不显著;上游多数站点年径流呈不显著减少状态,下游钟祥、天门和武汉站径流呈不显著增加状态;各站点水文要素均具有很强的持续性,降水、蒸发、径流的常数C分别为0.73、0.95、0.97。     

澜沧江流域近51年来极端降水事件的变化趋势和突变特征

基于澜沧江流域1960～2010年31个气象站点的逐日降水资料,采用百分比阈值法定义了不同站点极端降水事件的阈值,应用Mann-Kendall检验方法分析了极端降水事件的降水量、降水频率、降水强度和严重干旱频率等的时空变化特征。结果表明,澜沧江流域极端降水阈值的空间分布呈西北至东南逐渐增大的分布趋势;极端降水事件整体上呈显著上升趋势,且在空间上存在差异,各指标均呈西北向东南逐渐增加的趋势,尤其是德钦站以南的澜沧江中下游地区为干湿事件发生较频繁的区域;极端降水事件在气候的长期变化过程中还存在突变现象。     

GPS PWV在大气降雨及洪水预报中的应用

针对预见期短已成为水文预报发挥更大效益的主要障碍的问题,基于GPS遥感大气水汽原理,以 美国地基GPS监测网为例,验证了地基GPS探测PWV的精度,探讨了利用区域GPS网探测可降水量时最佳网 外辅助站数目。结果表明,GPS方法可在降雨发生数小时前提供时空分辨率远高于传统探空探测方法的可 降水量序列,且完全满足区域降雨与洪水预报的精度要求;利用区域GPS网监测大气水汽时加入3个网外 辅助站为最佳选择。     

晋西黄土丘陵区圪洞流域洪水演变特征及其贡献因素

为研究晋西黄土丘陵区圪洞流域洪水演变特征及其贡献因素,依据圪洞水文站1964~2015年的实测洪水资料,利用长序列资料、M-K检验法以及累积量斜率变化率比较法进行了分析。结果表明,相同级别雨量和雨强下,人类活动有效地衰减了洪水要素,洪量、洪峰流量的衰减幅度分别为7.69%~81.79%、2.42%~78.78%,滞时增长率达31.7%以上;不同级别雨量和雨强下,人类活动对40~50mm雨量和8~11mm/h雨强下的洪水要素影响最大;以1980~1989年为天然基准期,降水和人类活动对洪水变化的贡献率在1990~1999年间分别为33.09%和66.91%,在2000~2015年间分别为25.28%和74.72%,表明自1990年以来,流域洪水变化主要受人类活动影响。研究结果可为当地防洪减灾提供依据。     

皖北地区旱涝演变及急转特征

根据皖北及其周边的16个气象站点1961～2013年每日降水数据,利用SSPI指数和夏季长周期旱涝急转指数,分析了皖北年降水量时空变化、旱涝发生频率的空间分布特征及旱涝急转规律。结果表明,皖北的年降水量呈微弱的减少趋势,呈现出从西北向东南递增的趋势;皖北干旱与洪涝在不同时间尺度下分布较为均匀,呈现出反复交替出现的情况。从时间尺度看,秋季为旱涝高发时期;从空间尺度看,淮北、宿州、蚌埠为秋季干旱高发区,阜阳、宿州为春季洪涝高发区;旱涝急转事件均为旱转涝事件,在2000年之后旱涝急转事件具有更高的发生频率,占53年中旱涝急转次数的40%。     

山洪灾害分析评价预警雨量应用机制与实践

山洪灾害预警是山洪灾害防治的重要手段,现有遥测自动雨量站可为山洪灾害预警提供基础支撑。针对各沿河村落已有预警雨量而无法有效投入使用的问题,提出了按流域分区使沿河村落与雨量站进行一一对应,使用泰森多边形法确定了预警雨量站及雨量站预警关联机制,并将其应用于商城县化眉笼小流域中。结果表明,提取出沿河村落上游流域范围,并在该范围内搜索雨量站,将沿河村落与这些雨量站进行逻辑关系对应,在流域中使用泰森多边形法确定雨量站的预警关系,符合流域降雨在空间上的分布,能够解决目前预警雨量站空报、错报问题。     

降水资料匮乏地区不同再分析数据降尺度效果的评价

匮乏的降水基础资料不利于分析研究天山西部区域,因此研究外源降水资料的适用性、校验及降尺度,可更好地服务于水资源的高效利用、提高洪水预报的精度及极端水文事件的应对能力等。基于现有的26个实测站点1979～2005年的日降水量数据、同期NCEP/NCAR、ERA-interim、CFSR和CanESM2数据,借助极限学习机法研究了资料匮乏地区降水降尺度及修正方法。结果表明,基于四种不同数据集所建立的统计降尺度模型基本上能够模拟各站点的降水时空分布情况;综合对比四种数据集,ERA数据模拟降水的效果最佳,但不同站点最佳的外源降水存在一定的差异;相较于比例缩放法,分位数映射法修正降水误差更能充分考虑降水的变异性,能有效地提高降水模拟精度。     

近50年来京津唐地区降水时空演变特征分析

研究京津唐地区降水量的时空分布对于认清该地区水资源的数量变化趋势、合理配置水资源及降低旱涝灾害均具有重要意义。基于京津唐地区6个国家级气象站点50年逐日降水资料,利用滑动均值法、M-K检验法及空间插值法等,分析了京津唐地区降水的空间分布、变化特征及近50年的降水变化趋势。结果表明,该地区降水在时空上分布不均匀,整体上西南降水少,东北降水多,年内降水主要集中在6~9月,50年来降水量整体呈减少趋势,但自2005年以来,年降水量出现回升迹象。     

当地暴雨放大法在香港地区可能最大降水估算中的应用

为给香港地区防洪建设提供科学依据,基于112个气象站1984~2010年共27年的降水资料,采用当地暴雨放大法对可能最大降水进行计算,并将估算结果与频率分析结果、世界点暴雨记录进行比较,验证了该方法的可行性及本次估算结果的可靠性。结果表明,当地暴雨放大法得到的香港地区的可能最大降水是合理的,可为香港地区防汛抗灾提供参考。