短历时强降雨下边坡滑移特征时空分布规律的研究

为了更好地进行边坡在极端降雨条件下的安全预警,探究边坡滑移特征在降雨过程中的发展规律,基于饱和-非饱和渗流理论和三维值模拟技术,以天津"720大暴雨"为典型,探讨了降雨强度和降雨类型对边坡滑移特征时空分布规律的影响。研究结果表明:不同降雨强度和降雨类型对边坡滑移特征的影响不同;降雨类型对边坡滑移特征的影响可归结于瞬时降雨强度和前期累计降雨量对边坡滑移特征的影响;在典型强降雨过程中,浅层土体进入饱和状态的速度和雨强正相关;孔隙水的消散速度和渗径长度呈负相关,支护结构的存在会减缓孔隙水的消散。本文可以为边坡在极端降雨下的安全预警和边坡工程的排水设计提供借鉴。     

贵州省主要输电线路沿线强降雨时空分布特征

针对贵州省220 kV和500 kV电网输电线路,分析了电网线路沿线的暴雨、短时强降雨的时空分布特征。为了考察强降雨对输电线路的影响,运用层次分析法构建贵州省电网沿线强降雨影响指标体系指标,分3个等级讨论强降雨的严重程度。结果表明:对于220 kV和500 kV电网输电线路,受暴雨和短时强降雨最严重的时段均为每年的5～8月,其中6月是暴雨和短时强降雨集中多发的时期。220 kV有53%的线路、500 kV有47%的线路位于暴雨影响较重区域;220 kV有34%的线路、500 kV有40%的线路位于短时强降雨影响较重的区域。强降雨对输电线路影响重的区域有安顺市、黔东南中部、黔南中南部、黔西南南部,贵州省的北部地区多为影响轻或较重的区域。     

吉林省干旱时空分布规律

文章分析了吉林省自上世纪50年代以来的干旱时空分布规律,并对1990-2000年及2000-2008年,两个时间段的旱情旱灾特点作了比较和分析。     

基于Mann-Kendall的嘉陵江流域降水量时空分布规律研究

了解流域尺度降水的变化,对于研究气候变化对水资源和水文过程的影响具有重要意义。本文对嘉陵江流域9个气象站点的1961—2018年58年间的实测降雨资料,进行Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水强弱时间周期及降水分布特征。结果表明:流域多年平均降水量为954.1mm, 1984年发生明显突变之后开始明显减少;流域降水呈梯度变化,由东南至西北方向逐步下降。研究表明,流域降水区域性明显,东南部整体偏涝;从时间上看1984年后整体偏旱。     

平凉市泾、渭河流域降水量时空分布与短历时雨强特征分析

为研究近10 a来平凉市泾、渭河流域降水量时空分布与短历时雨强特征,结合水文学资料整编方法,统计分析2008-2019年45个气象站的逐时降水量资料,研究流域降水结构变化趋势及不同降水量等级的空间变化特征.结果表明:①年平均降水量在空间上以关山山脉为中心,周边地区随距离增大逐步减少,泾河流域多于渭河流域,东部地区多于西...     

河北省50余年长短历时暴雨时空变化特征

利用1956年-2009年河北省境内135个雨量站的长历时3 d和短历时3 h、6 h、24 h暴雨的资料,采用实测资料统计年代平均值,绘制年代平均等值线图,计算各年代暴雨量笼罩面积,分析其年代暴雨时程和空间分布特征.结果表明:河北省3 d平均降雨量随年代变化笼罩面积呈减小趋势;短历时平均降雨量各河流水系随年代的变化趋势不同,3 h、6 h降雨量滦河、河北沿海呈衰减态势,永定河、大清河两流域无明显衰减,子牙河、南运河两流域略有回升.24 h平均降雨量北三河衰减幅度最大,为41%,滦河、河北沿海、大清河次之,为30%;永定河衰减13%;子牙河、南运河两水系略有回升.3 d平均降雨量除南运河水系略有回升外,其他水系均有不同程度的衰减.     

太湖流域降雨时空分布规律分析

以太湖流域140个雨量站1951-2001年的实测资料为基础,对影响流域降雨的因素进行了较为详尽的分析,比较清楚地揭示了太湖流域降雨的时空分布规律。     

大凌河流域降水量时空分布规律研究

为了更好地研究水文过程和水资源受气候变化的影响,有必要掌握流域尺度降水变化规律.文章以大凌河流域为例,利用Mann-Kendall法非参数检验11个气象站点1963-2020年间的实测降雨资料,并结合GIS空间分析技术揭示了大凌河流域降水分布特征及其强弱时间周期.研究表明:大凌河流域多年平均降水量为500.1mm,降水...     

荆州市不同短历时暴雨时空特征分析

采用荆州市27个国家基本雨量站2013年～2020年5 min降水资料,滑动分析计算1 h、3 h、6 h、24 h暴雨值和暴雨频次时空分布特征以及暴雨极值特征分析。结果表明：四大地区短历时暴雨量和暴雨频次相似度存在一定差异,其中东部地区为荆州市暴雨中心,发生暴雨频次站点最多,呈现东部向北部地区逐渐递减。年际变化趋势呈现下降～上升两个起伏阶段,1 h、3 h、6 h暴雨量相似度高,24 h相似度存在差异;不同短历时暴雨频次相似度都高,可反映出暴雨频次与年降水量关系紧密,呈现正比关系。年内暴雨量和暴雨频次呈现“单峰”形,两者相似度高,主汛期两者占全年比重73%、80%,时空分布不均。各短历时中6 h暴雨量和暴雨频次分界点,时间长短增加暴雨量,未加大暴雨频次发生率。暴雨极值高值发生在偏丰年、丰水年份,暴雨极值与暴雨量值相差较大,24 h暴雨极值对防汛工作起到很大影响。     

山东省小流域短历时暴雨公式的优化及应用研究

为了提高山洪灾害分析评价过程中设计暴雨计算的精度,基于山东省多个雨量站长序列资料的暴雨-历时-频率变化特征,利用小流域暴雨公式求导原理,推导了设计暴雨多时段转换公式,即设计暴雨计算优化公式。构建的优化公式准确地体现了小流域的暴雨变化规律和数值特征,更具有合理性与实用性。以济南市历城区为例进行优化公式的应用研究。结果表明,计算精度较现行公式平均提高17.99个百分点,为提高设计洪水计算以及预警指标分析确定的精度奠定了基础。     

南京市短历时设计暴雨雨型研究

设计暴雨的确定是城市管网系统排水能力规划设计的重要基础。以南京市中心城区为研究区,首先应用暴雨强度公式分别计算历时60 min和120 min的不同重现期设计暴雨量,再基于1982-2015年降水资料利用年最大法选取得到年最大降雨序列,并计算综合雨峰系数,最后应用PilgrimCordery雨型和芝加哥雨型推求南京市中心城区历时60 min和120 min的设计暴雨过程,并对峰值大小、雨峰位置、雨峰出现时累计暴雨量进行对比分析。结果表明:历时60 min和历时120 min设计暴雨的雨峰分别处于整场降雨过程的1/2时间和前1/3时间;两种方法得到的雨峰值大小相当; PilgrimCordery雨型法计算的雨峰出现时累计暴雨量大于芝加哥雨型法;短历时设计暴雨雨型推荐选用芝加哥雨型。研究成果可为南京市中心城区地面积水风险评估与排水管网系统的规划和建设提供参考。     

暴雨特征信息的时空尺度及重现期的探讨

郑州"2021.7.20"暴雨发生后,暴雨特征信息描述成为网络热点,各种观点引起公众诸多误解.从暴雨特征信息的空间尺度、时间尺度、极端暴雨重现期等方面梳理信息传播中的网络乱象;从暴雨特征时空要素的规范性、暴雨原始监测数据与特征信息的共享程度、暴雨重现期的科学性等角度探讨乱象发生的原因.主要结论包括:及时、规范、精准的信...     

天津市暴雨时空特征分析及市区设计暴雨的估算

在分析天津市区暴雨时空分布特征的基础上,建立了市区暴雨公式,推求了设计暴雨过程.结果表明:天津市实测最大点雨量主要集中在7月下旬~8月上旬这段时间,且不同时段实测最大点雨量在时间分布上比较集中.市区暴雨的强度较大,已达到大暴雨级别.市区设计暴雨过程的估算,可为相关部门的除涝规划提供依据.     

基于TRMM 3B42数据的1998-2010年中国暴雨时空特征分析

基于TRMM 3B42数据,构建5个年尺度时间序列参数,借助GIS空间分析和数学方法,揭示和分析1998-2010年暴雨降水的格局与过程特征。研究表明:13年来,年暴雨降水总量与年降水总量均呈缓慢下降的趋势,且空间格局相似,年暴雨降水比例时间波动较显著;暴雨集中分布区年降水以及年暴雨降水的时间波动均比较明显,年暴雨频次的时间波动较小但空间差异显著;暴雨降水空间分布在东西方向的差异性明显强于南北方向;年暴雨降水呈现向东北方向偏移的趋势;5个变量的变化趋势均表现出较强的空间差异性,且大部分像元呈增加(或减少)但统计不显著的趋势。     

水库水温分布结构识别的高斯过程机器学习方法

利用高斯过程机器学习模型建立水库水温垂直分布结构类型与其复杂影响因素之间的非线性映射关系,提出一种基于高斯过程机器学习的水库水温垂直分布结构类型的模式识别方法。工程实例应用表明,该方法具有模型参数自适应确定、容易实现且识别精度高等优点。     

淮河上中游流域日照时数时空分布特征分析

为揭示淮河上中游流域日照时数时空变化特征及突变情况,基于1960～2014年日照时数资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall趋势与突变检验、滑动t检验、克里金插值等方法,对流域日照时数的时空变化特征进行剖析。结果表明,淮河上中游流域近55年来日照时数以20世纪80年代为界由多变少,其中年日照时数大约每10 a减少102.2 h,四季日照时数的气候倾向率排序为夏（-48.8 h/10a）、冬（-29.3 h/10a）、秋（-19.7 h/10a）、春（-5.4 h/10a）。流域日照时数的减小趋势除春季不显著外,年与夏、秋、冬三季的日照时数均呈现出显著的减少趋势。空间上,流域北部的中间地带（商丘站附近）与西北部（宝丰、郑州站附近）的日照时数减小趋势较明显（Z＜-2）,减少幅度较大,而东部（盱眙站除外）减少幅度则偏小。年与夏季日照时数的极显著突变年份为1980年,年日照时数的弱显著突变年为1984年。秋季、冬季的突变年份分别为1999年、1983年,春季的突变年份在20世纪70年代内。研究成果可为淮河上中游流域的气候研究、农业生产等提供科学研究依据。     

基于海陆分异视角的全球暴雨多属性时序变化及其与ENSO的关联性分析

全球气候变化背景下多关注陆地暴雨,而对海洋暴雨及暴雨的海陆分异关注较少。基于1979—2016年ERA-Interim降水数据,采用多种统计方法,从海陆分异视角诊断全球暴雨多属性时序变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:(1)1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量及暴雨量贡献率呈增加趋势;全球总体、陆地与海洋的总雨量则呈减少趋势。全球陆地总雨量表现出明显的先增加(1979—2006年)后减少(2007—2016年)的分段变化特征。全球海陆暴雨与总降雨量的对比表明,1979—2016年暴雨量在海洋和陆地均趋于增加,全球较弱强度降雨量趋于减少。(2)MK突变检验结果表明,1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量分别于2006年、1999年和2008年发生了突变,未通过0.05显著性水平检验;全球总体、陆地与海洋的总雨量分别于1998年、2014年和1994年发生了突变,均通过了0.05显著性水平的检验。全球总体、陆地与海洋的暴雨量贡献率分别于2006年、2003年和2007年发生了突变,仅陆地与海洋的突变通过了0.05显著性水平的检验;全球海陆暴雨量与总雨量的突变年份与ENSO的暖事件年或由冷事件向暖事件转变的年份一致。(3)1979—2016年全球陆地与海洋的暴雨量与总雨量在多时间尺度上不具有一致性变化特征,反而表现出反相位或提前与滞后的位相关系。(4)相比ENSO,全球陆地(海洋)暴雨量在高能量波谱区变化提前(滞后);相比ENSO,全球陆地暴雨量在低能量波谱区变化具有一致性或提前特征,而全球海洋暴雨量相比ENSO变化则主要以提前特征为主。     

基于机器学习模型的河道水位预测

结合已有机器学习模型——卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)的优点,构建了并联卷积循环神经网络(PCNN-GRU)模型,并将其用于赣江下游外洲站日尺度水位变化的预测。结果显示:相较于目前流行的长短时记忆(LSTM)模型、GRU模型以及卷积循环神经网络(CNN-GRU)模型,PCNN-GRU模型的均方根误差和平均绝对误差分别降低了18.39%、21.11%、15.48%和21.31%、18.64%、14.28%,纳什-萨特克里夫效率系数和准确率分别提高至0.999 2和88.12%,表明所建模型具有良好的预测性能,可用于河道水位预测。