南京主城区设计暴雨计算研究

科学合理地推求城市设计暴雨过程直接关系到城市防洪安全。论文以南京市为研究对象,基于由年最大值法选取得到的1982-2015年1h南京市面平均雨量样本,从P-Ⅲ型分布函数、耿贝尔分布函数、指数分布函数中优选拟合最佳的分布函数,并结合南京站1h雨量样本计算主城区设计面雨量;在对比分析同倍比法与同频率法推求不同历时典型暴雨时程分配的优缺点的基础上,选择同频率法由设计面雨量推求得到南京市主城区历时12h的不同重现期设计暴雨过程。结果表明:P-Ⅲ型曲线拟合最优,同频率法求得的暴雨时程分配更符合防洪排涝工程的要求。研究成果可为确定城镇防洪排涝工程的设计标准提供科学依据。     

基于短历时降雨数据的降雨输沙经验模型研究

"水文法"是目前分析黄河水沙变化原因的常用方法,而黄河泥沙多产生于黄土高原的暴雨洪水期,雨量集中、历时短、强度大,以往建立的降雨输沙模型中采用的降雨因子多基于日尺度降雨数据计算,不足以反映短历时的暴雨集中程度。基于无定河降雨摘录资料,以5 min为统计时段,采用动态泰森多边形法计算了短历时降雨特征指标,并通过MK法分析了降雨指标的变化趋势。采用双累积曲线法及MWP法等识别了无定河流域天然下垫面代表时期,构建了无定河流域天然时期降雨输沙经验模型,并与基于日降雨数据的天然输沙量计算结果进行对比。结果表明:①无定河流域0.1、0.4、0.5 mm/5 min等3种雨强以上降雨总量的变化趋势不显著;②1970年以前可作为无定河流域天然下垫面代表时期;③基于降雨摘录数据的降雨输沙模型更能体现黄土高原暴雨洪水的产沙特性。     

长江流域典型城市暴雨雨型特征分析

长江流域是我国洪涝灾害频繁出现的地区之一,对长江流域暴雨雨型特征演变的研究,可以为流域内城市防洪排涝提供科学依据。利用1970—2020年间长江流域11个典型城市站点的逐小时降雨观测资料,筛选场次暴雨后利用累计雨量历时曲线和模糊识别法识别暴雨雨型,采用Mann-Kendall方法对单峰型暴雨雨峰系数和占比进行趋势检测,并对不同历时暴雨分组后进行雨峰特征分析。结果表明:①长江流域典型城市中的单峰型暴雨出现频次占85%,平均型和双峰型出现较少;单峰型暴雨的前期集中型最多,占50%,中期集中型和后期集中型次之。②短历时(1~6 h)暴雨的雨峰占比达到70%,长历时(13~24 h)和超长历时(24 h以上)的雨峰占比分别只有28%和17%。最大小时雨强主导了短历时暴雨的特征,对长历时暴雨来说,降雨的持续性是总雨量变化的主要因素。③从上游到下游,暴雨的雨峰系数逐渐增大,峰现时间逐渐向后推移,长历时和超长历时暴雨尤为显著。     

唐山市区短历时设计暴雨雨型分析

利用唐山市国家基本气象站1964~2014年的逐分钟降雨资料,通过模糊识别法对历时60min、120min和180min的降雨过程进行统计分析,并分别采用芝加哥法和PC法推求唐山市区3个历时,重现期2年以5min为单位时段的短历时设计暴雨雨型,比较分析两种方法所得结果的差异。结果表明:芝加哥法和PC法推求的唐山市区短历时设计暴雨雨型均呈单峰型,这与模糊识别法统计的结果基本吻合;两种方法得到的60min和120min设计暴雨雨型峰值基本处于整场降雨过程的1/3分位,而历时180min的雨型峰值则均超前于整场降雨过程的1/3分位;芝加哥法和PC法推求短历时设计暴雨雨型基本具有"单峰型、时间短、强度大"的特点,因此当短历时暴雨发生时,各相关部门应积极配合,在第一时间做好城市排水防涝工作。     

广西暴雨统计参数稳定性分析

以广西设站较早、资料年限较长的 84个雨量站为例 ,对年最大 3d ,2 4h ,6h ,6 0min ,10min共 5种历时暴雨 ,通过对不同统计年限的暴雨频率统计参数分别进行分析比较 ,从而确定了各种历时的统计参数趋于稳定所需要的资料统计年限     

基于Copula函数的设计暴雨雨型研究

城市原有排水防涝系统设计标准偏低会导致洪涝灾害频率升高。设计暴雨雨型是制定排水防涝系统设计标准的重要依据和前提,对城市建设和洪涝治理至关重要。采用同频率法、SCS法、暴雨衰减指数法和概率密度函数(PDF)法对宿迁市设计暴雨雨型进行研究,基于Copula函数的风险联合概率模型对4种雨型结果进行对比分析。研究结果表明:同频率法和暴雨衰减指数法的设计雨型相似,风险率相近;SCS法的雨峰偏大,风险率较小,但其最大6 h时段的降雨不集中;PDF法的雨峰与同频率法一样,但其最大3和6 h雨量较为集中,风险率最小。本次的研究方法和结果可以对设计雨型的方法和对比提供新思路和参考。     

不同选样方法设计暴雨重现期衔接关系探讨

目前国内推行采用年最大值法进行短历时暴雨选样,为了解决年最大值法选样在小重现期(1a~5a)内暴雨强度设计值明显偏小以及设计重现期的衔接问题,以广州市设计暴雨为例,采用不同频率分布模型对年最大值法及年多个样法进行频率分布适线,得到不同情形下的暴雨强度公式。结果表明,虽然不同频率分布模型对两种选样方法的衔接关系有较大影响,但转换的年最大值法可在一定程度上改进由年最大值选样引起的小重现期暴雨强度较小的问题,同时也可解决室外排水工程常用设计重现期统一问题。     

气候变化条件下甘肃疏勒河流域暴雨洪水变化趋势研究

受气候变化影响,近年来甘肃省疏勒河流域极端天气频次增多,暴雨特性发生变化,暴雨洪水显现新的特点。采用流域4个站点1958-2018年逐日降水和不同历时暴雨资料,分析了年降水量、最大24 h降水量的时空特征,结果表明,流域年降水量从上游向下游迅速衰减,历史降水量呈明显增加趋势,各历时暴雨均呈现明显增多增强趋势,进入21世纪以来,极端暴雨呈现频次增多、发生时间段更集中的新特点。     

广州市近年短历时暴雨演变特征分析

城市暴雨内涝与短历时强降雨息息相关,开展短历时暴雨变化规律研究可为广州市内涝防治提供科学依据.选取五山站1984-2013年各短历时降雨资料,采用趋势线、Mann-Kendall趋势检验、频率分析、集中度、小波分析等方法对广州市不同短历时降雨序列和暴雨次数进行统计分析.结果表明,广州市不同历时年最大降雨量均呈增加趋势,且时段越长增加越明显,最大1h降雨量存在11a时间尺度上的变化周期,每年5、6和8月最大1h暴雨高发,一天中强降雨多发生在下午时段.     

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。