海口市近年短历时暴雨演变特征分析

城市内涝与短历时暴雨有重要关系,为揭示城市暴雨内涝成因,选取海口站1951年—2012年逐时降雨资料,通过趋势线、小波分析、Mann-Kendall趋势检验、集中度等方法对海口市年最大1h降雨序列和暴雨频次进行统计分析。结果表明,海口市年最大1 h、3 h、6 h降雨量均呈增加趋势,且时段越长增加越明显,最大1 h降雨量存在17 a时间尺度上的变化周期,1 h降雨量≥20 mm、30 mm、40 mm的暴雨次数呈不同程度增加趋势,但增加幅度不明显。短历时暴雨次数呈现双高峰,6月和9月为高发时期,一天中短历时暴雨多发生在下午时段。更多还原     

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.     

城市极端暴雨涝情变化特征模拟分析——以宁夏固原市为例

为探究极端暴雨条件下城市涝情的变化特征，应用二维水动力模型(GAST模型),对宁夏固原市主城区开展多暴雨工况下的积水模拟分析。采用2017年7月27日实测降雨数据对模型进行验证，经验证模型精度满足要求。基于研究区高精度地形数据、土地利用数据和实测数据，对12种短历时设计暴雨条件下的城市内涝时空变化过程进行模拟。模拟结果表明：随着降雨量的增加，道路积水面积及积水总量峰值均随之增大，但积水面积峰值增加趋势逐渐趋于平缓，积水总量峰值与之相反，增加趋势逐渐增大；降雨量越大，风险最大的Ⅳ级内涝积水面积及积水总量峰值增加趋势越明显，尤其在降雨量大于100 mm后，其增加趋势更加显著。研究成果揭示了固原城市极端暴雨下的内涝积水变化过程，对合理应对城市防洪排涝等方面具有借鉴意义。     

近50年辽宁省大雨与暴雨时空变化特征分析

选取1965—2014年辽宁省23个气象站的逐日降水量资料,利用趋势分析法、小波分析法和普通克里金空间插值法对研究区大雨与暴雨事件进行时空变化特征分析,结果表明:① 辽宁省大雨天数在20世纪60至70年代以增大趋势为主,80年代起转为减少趋势。大雨强度在20世纪60年代中后期和21世纪初主要呈现增大趋势,中间时段以减少趋势为主。暴雨天数和暴雨强度在1984年以后均呈现稳定的增加趋势。② 大雨与暴雨事件的周期变化具有一致性特征,均存在34年左右的主周期和19年左右的次周期。③ 大雨与暴雨事件的空间分布均呈现出由辽东南(丹东为中心)向辽西北(朝阳为中心)逐渐减少的变化特征。此外,从空间趋势变化来讲,除大雨天数外的其他指标在全省范围内均以增加为主,辽宁省西北部地区洪涝灾害风险较小,防洪减灾工作应重点集中在中东部地区。     

基于伽马函数与核熵成分分析的短历时强对流型暴雨设计方法

利用双参数伽马函数与核熵成分分析,建立短历时强对流型暴雨设计方法,并以镇江市为例,在识别与分析研究区1981—2016年汛期短历时强对流型暴雨的基础上,推求30年一遇的短历时强对流型设计暴雨过程。结果表明：根据总雨量与最大10 min雨强比值的不同,镇江市短历时强对流型实测暴雨事件可分为3种类型;短历时强对流型与芝加哥雨型推求得到的设计暴雨过程具有较高的一致性,验证了短历时强对流型暴雨设计方法的可行性;强对流型设计暴雨的雨强和雨量均比芝加哥雨型小,表明在暴雨以对流型为主的地区,选用此方法设计暴雨标准确定排水系统的工程规模更为科学。研究成果可为完善镇江市防涝防洪系统提供参考。     

不同暴雨情景下的城市内涝响应特征分析

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城市内涝响应特征。结果表明：单峰雨型下的溢流和淹没情况比双峰和均匀型要高;在单峰雨型中,峰后型暴雨的溢流峰值最高,峰中和峰后型暴雨的溢流总量较大,峰后型暴雨导致的整体淹没情况较严重;重现期小于50 a时芝加哥型(r=0.7)暴雨导致的淹没情况最严重,而重现期大于50 a时单峰Ⅱ型(峰后型)暴雨的淹没情况最严重;重现期为100 a时单峰Ⅱ型的淹没范围及水深比芝加哥型(r=0.7)暴雨分别高8%和64%;暴雨集中度每上升一个等级,溢流及淹没情况明显加重;目前常用的芝加哥雨型在一定情况下存在低估内涝的风险,建议在内涝分析时进一步考虑更危险的雨型以及暴雨的集中度。     

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。     

基于K-means雨型分类方法的温州市台风暴雨时空演变特征研究

伴随全球气候变暖，暴雨事件的频次与强度呈增强趋势，对于暴雨时空演变规律的研究对区域防洪减灾和水资源管理具有重要意义。基于1960—2018年日尺度降雨数据和1980—2017年台风过境期间的小时尺度降雨数据对温州市的暴雨特征时空演变规律进行分析，使用的分析方法包括去趋势预置白的Mann-Kendall趋势检验、基于K-means聚类算法的雨型分析等。日尺度暴雨指标的趋势和突变检验结果显示，暴雨指标受到地形和地理位置影响较大。小时尺度降雨数据的暴雨指标表明，台风暴雨指标随下垫面特征和地形特征不同而呈现不同的特征和变化趋势；山区地区的降雨总量和持续时间的上升趋势高于平原地区。小时尺度暴雨雨型分析表明，温州市暴雨雨型以单峰型为主，单峰中期型占比最大。研究成果有助于加深对该区域暴雨时空演变规律的认识，为区域防洪减灾和水资源管理提供参考。     

深圳城市两级排水系统设计暴雨重现期的衔接关系

城市内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,针对城市两级排水系统标准无法衔接的问题,以深 圳市大空港区为例,考虑城市两级排水系统可能遭遇的两类衔接风险,通过构建雨量结构关系分别得到以短历时 暴雨为主和以长历时暴雨为主的设计暴雨重现期衔接关系。同时利用芝加哥雨型和珠江三角洲雨型分别推求市 政排水与水利排涝设计暴雨过程,以探讨城市两级排水系统设计暴雨雨峰之间的衔接关系。最终通过 Spearman 相关系数评估截留河流域各条支流的衔接关系与地理参数之间的相关性。结果表明,水利排涝与市政排水设计 暴雨重现期的衔接关系受降雨强度和降雨历时共同作用,且设计暴雨雨峰衔接关系存在地区差异性。以德丰围 涌为例,在市政排水设计暴雨重现期为 X 年一遇时,水利排涝设计暴雨重现期应至少设计为（2~3）X 年一遇才能 实现城市两级排水系统的衔接。     

山西省典型城市暴雨强度及雨型分析

山西省各地市的暴雨重现期及雨峰位置参数的合理设置,对区域内的排水系统设计规划具有重要意义。利用不同降雨重现期下的山西省各地市地暴雨强度公式及芝加哥雨型分析方法,研究不同降雨重现期及雨峰参数下的山西省暴雨强度及雨型变化。结果表明：研究区域内的各地市的暴雨强度存在明显差异,综合概率暴雨强度随着降雨重现期及降雨历时的增加会出现明显的上升;各地市的雨型在特征降雨重现期及雨峰位置参数下,均呈现先增加后降低的趋势。研究结果对理解山西省特征条件下暴雨强度的归趋及雨型的变化具有参考价值,可为山西省各地市海绵城市规划及片区排水系统工程设计提供支撑。     

1962—2012年清远市暴雨变化特征

利用清远地区7个气象台站1962—2012年逐日降雨量资料,统计分析了清远地区暴雨天气的气候变化特征,结果表明:清远地区年暴雨日数和暴雨量都呈弱的增加趋势,暴雨强度呈弱的减小趋势。汛期洪涝贡献率高,前汛期比后汛期更容易发生洪涝灾害。年暴雨日数、年暴雨量、暴雨强度和暴雨贡献率地域分布存在明显差异,都呈自北向南递减的趋势,但北部地区均为增加趋势,南部地区均为减少趋势。年暴雨日数和年暴雨量在1969年有一个呈显著增加趋势的突变,但持续年数短。     

珠海市香洲城区降水变化特征及成因分析

基于珠海市1981-2010年逐日降水资料及2011-2018年CMADS中国大气同化驱动数据集V1.0及V1.1,利用Manner-Kendall检验法、小波分析法分析不同等级降水分布频率、变化趋势及周期特征,根据NASA GPM IMERG 0.5h分辨率的降水数据分析香洲城区51场大暴雨及特大暴雨的时程分配特征,...     

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。     

海口市极端降雨事件演变趋势分析

城市暴雨内涝与极端降雨事件息息相关。为揭示城市暴雨内涝成因,利用海口站1953-2012年日降雨量资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析法等探讨了海口市极端降雨事件演变规律。结果表明:近60年来海口市极端降雨指标均呈现出上升趋势,但极端降雨日数上升趋势较弱,短历时暴雨强度增加,对城市内涝带来较大压力;极端降雨事件的突变年份在2007年附近,暗示海口市在2007年附近对土地的开发利用是一个节点;海口市降雨周期性不是很显著。     

基于关键参数耦合效应的城市排涝设计方法EI北大核心CSCD

为破解城市排涝规划设计中难以选择蓄涝水面率、暴雨历时的问题,提出了基于蓄涝水面率和暴雨历时2个关键参数耦合效应的设计方法,针对常规的平均排除法在部分工况下失效或得出的排涝流量偏小问题进行了改进。该方法能够协调较短历时暴雨及其后续降水过程中的排蓄关系,快速确定蓄涝水面率与暴雨历时耦合条件下的设计指标成果表,进而合理确定关键参数与设计指标的大小。以南昌市沙井电排区为例,借助MIKE模型分析改进前后排涝进程的差异,验证该方法的可靠性;该方法可以弥补常规方法的2个缺陷,实现关键参数耦合条件下的设计指标快速计算,解决其计算结果偏小、难以适应短历时集中强降雨的问题。     

城市暴雨内涝灾害脆弱性研究综述

针对传统脆弱性研究存在的概念和研究框架缺乏共识、空间尺度精细化不足以及耦合自然-社会经济要素的动态模拟薄弱等局限性,梳理了城市暴雨内涝灾害脆弱性认知、测度方法、时空模拟3个维度的研究现状和发展趋势。未来要不断完善城市暴雨内涝脆弱性的理论体系,加强大数据驱动下的内涝脆弱性定量测度方法和人类行为对脆弱性的适应性调控研究,实现城市暴雨内涝灾害脆弱性的多尺度、精细化动态模拟,满足城市防灾减灾和可持续发展建设的需求。     

昆明市极端降水事件演变特征及城市效应

为探究昆明市极端降水事件在城市化进程中的演变规律,基于百分位法、Mann-Kendall检验及R/S分析等方法,对1960-2017年昆明市极端降水事件时空演变特征、严重程度及城市效应进行了定量分析.结果 表明:1960-2017年昆明市极端降水量呈不显著增加趋势,速率为0.24 mm/a,且其发生率、贡献率及强度均呈...     

基于机器学习短历时暴雨时空分布规律研究

城市内涝风险的精细化管理和防洪排涝市政工程的科学设计,需要对当地降雨的时空分布特征有深入的了解。而传统以单站雨型代表整个区域降雨特征的分析方法,不能满足这一要求。本文尝试将机器算法引入到暴雨时空分布特征研究中,以北京城区2004—2016年降雨资料为研究样本,利用动态聚类算法,提取北京城区短历时暴雨时空分布的动态特征。经分析,北京汛期的短历时暴雨时空分布特征,可以分为3种类型:(1)降雨自西北部山区移动到城中心区,逐渐扩散到城区;(2)降雨集中在城区西南部地区,逐渐向北部和城中心区扩散;(3)降雨集中在城区中心区和东部地区,基本不发生移动。研究结果表明,基于机器学习算法提取的暴雨时空分布特征,与实际暴雨时空动态发展趋势相符,并且有各自对应的降雨形成的不同物理机制,可为城区降雨设计、城市内涝风险管理等工作提供借鉴与参考。