中国点暴雨量极值的分布

暴雨极值是大型水利工程设计洪水重要依据之一。本文根据中国暴雨资料讨论了点暴雨量极值的主要内容,包括最大24小时点暴雨量、各历时最大点雨量、暴雨极值的季节变化;给出了大量最大点雨量记录图表;探讨了全国暴雨极值的地域分布规律及其影响因素。     

我国暴雨的最大时面深纪录的介绍

各历时实测和调查最大点雨量纪录(通常用雨深～历时关系表示)提供了各地点实际出现的雨量极值,对点的设计暴雨和可能最大暴雨的估算有着良好的作用。美国利用700多次暴雨资料制作了暴雨最大时面深纪录。我们利用1977年以来各省、市、自治区暴雨分析小组和水电部流域机构、设计院等单位分析计算的     

世界实测与调查最大点雨量及其外包线公式

介绍了世界范围内大量实测与调查的点雨量极值,据此求得了世界最大点雨量外包线的新公式R=491D0.452,并对世界最大点雨量的地区分布特点、暴雨成因以及点暴雨极值在可能最大降水估算中的运用作了简要的说明.     

新疆河流洪水与洪灾的变化趋势

在西北气候由暖干转向暖湿的过程中,新疆河流的洪水和洪灾反映明显.对新疆29条河流选取年最大洪水,统计出超标准洪水、20a一遇、50a一遇洪水的出现频次进行分析,结果显示1987年后洪水量级、洪水频次呈增加的变化趋势.通过20世纪90年代以来灾害性洪水出现的频次、灾害损失的变化比较分析,90年代以来灾害性洪水尤其是灾害性暴雨洪水和突发性洪水呈现增加的态势,1987—2000年的灾害损失与1950—1986年相比增加了30倍.     

长江流域安徽段2016年暴雨洪水成因分析

2016年6月18日7月21日,长江流域安徽段发生暴雨洪水,最大3d、7d雨量位居历史第一,重现期大于50年一遇,最大15d雨量位居历史第二,重现期接近50年一遇,至7月5日长江安徽段全线超警戒水位,给长江流域安徽段造成较为严重的洪涝灾害。收集、整理了本次暴雨洪水的资料,对暴雨的过程和成因进行了分析,并结合历史特征年资料进行了比较。结果表明:强降雨、降雨的空间分布以及前期长江底水高是2016年洪水总体水平位居历史第二的主要因素。     

西江流域灾害性暴雨洪水特征及成因分析

为探究西江流域暴雨洪水发生规律,根据1994、1998、2005和2008年四场灾害性暴雨洪水实测资料,对暴雨洪水过程进行分析。通过计算暴雨时间、空间变差系数、相对中心和洪水集中度等特征指标定量分析暴雨洪水特性,结合洪水组合和遭遇情况分析洪水成因。分析结果表明:四场暴雨雨量分布不均,降雨历时均大于10d,且暴雨相对中心值呈减小趋势,暴雨中心沿河流流向移动易导致灾害性洪水。1998和2005年两场100年一遇洪水均为全流域大量级洪水遭遇导致。两场暴雨均有雨量大、时间变差系数V_t值小,时间分布均匀和雨峰系数C_p值大,主雨峰峰现时间迟的特点;暴雨中心均有向下游转移的趋势,空间变差系数V_p值均趋于增加,空间分布趋于集中。研究结果可为西江流域的水库群联合防洪调度提供科学依据。     

长江中、下游特大暴雨洪水的成功预报和科学依据

进入 2 0世纪 90年代以来 ,中国七大江河流域旱涝频繁 ,旱涝灾害和由旱涝引起的次生地质灾害十分严重 ,特别是长江中、下游地区的洪涝几率高达 5 0 % (5 /10 )。 195 1— 2 0 0 0年长江中、下游地区发生了 9个大水年 ,几率为 18% (9/5 0 ) ,90年代洪涝的频繁程度属 2 0世纪之最 ,1998年特大暴雨洪水的时空集中强度也属 2 0世纪之最。长江的大暴雨洪水在近 10a来很频繁 ,但从气候分布几率来看 ,它毕竟是小概率事件 ,对小概率事件的长期预报具有很大的难度 ,而且暴雨洪水的长期影响因子也错综复杂 ,这就给预报带来了艰巨性。通过对降水的各种影响因子的分析研究和多因子集成预报模型的研制 ,对 1998年长江流域的特大暴雨洪水从时间、地区和量级三要素的长、中期预报都取得了成功 ,对其他 5个洪涝年也从趋势和分级两方面做出了成功的长期预报。文中重点剖析了预报取得成功的科学依据。     

盐城市2003年梅雨期暴雨洪水分析

2003年6月20日～7月21日，江苏省盐城市全境发生了新中国成立以来仅次于1991年的第二大暴雨洪水。分析了该次暴雨洪水的雨量、暴雨特性、洪峰流量、洪量、洪水特性及重现期，有助于掌握和了解该地区的暴雨洪水特性，为防灾减灾工作提供科学依据。     

海河流域暴雨的气候特征与环流分型

选用海河流域1961~2012年132站逐日降水资料,通过趋势分析、M-K检验、EOF和REOF等方法分析了50余年海河流域暴雨的气候统计特征。利用NCEP/NCAR再分析资料和历史天气图资料,研究了海河流域14个典型强致灾暴雨过程的大气环流特征。结果表明:(1)海河流域夏季暴雨日站数和暴雨量的时空分布相近,暴雨日站数下降趋势较为显著;(2)海河流域夏季暴雨的空间分布可划分为3个分布型态:西南型、东北型和东南型;(3)海河流域暴雨在20世纪70年代末至80年代初存在一次突变现象;(4)海河流域强致灾暴雨过程可归纳为5类主要环流型,即高空低槽型、高空冷涡型、副高外围切变线型、低空低涡型和台风北上型。     

中国暴雨面雨量极值分布

研究了暴雨面积、面平均雨深、暴雨降水总量等有关面暴雨量极值的主要内容;给出了最大时面深记录等各种雨量极值;探讨了面暴雨极值的地域分布规律和影响因素。     

高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征

为分析城镇化发展程度与极端降雨变化之间的关系,选取珠江三角洲地区22个雨量站1973—2012年的小时降雨资料,利用空间分析、线性回归、滑动平均和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空分布规律和变化特性,并解析暴雨雨型变化特征。结果表明:①珠江三角洲高度城镇化地区极端降雨量上升了44.3 mm/（10 a）,呈显著增加趋势,相邻其他地区则无明显变化,高度城镇化地区的前汛期极端降雨量显著增多是造成其年极端降雨量增加的主要原因。②珠三角地区暴雨雨型以单峰型为主,其中以雨峰在前的Ⅰ型暴雨占比最高,约为33.7%,高度城镇化地区Ⅰ型暴雨发生频率明显增加,易导致暴雨内涝事件增加,需加强高度城镇化地区防洪排涝工作。     

甘肃省境内典型小流域暴雨特性及洪水过程模拟研究

选取甘肃省境内11个典型小流域的水文站实测资料,在分析资料可靠性、一致性、代表性及暴雨洪水特性的基础上,综合利用水文学、数理统计学等理论和方法,建立了小流域最大暴雨量-暴雨历时关系模型、最大洪峰流量-流域特征关系模型。结果表明:各时段最大暴雨量较大值主要分布在泾河流域和嘉陵江流域东南部,较小值主要分布在渭河流域、洮河流域、嘉陵江流域的北峪河;绘制了各代表站最大暴雨量-暴雨历时关系曲线,嘉陵江流域以90min为转折点,其他流域均以180min为转折点,小于转折点时,暴雨量随暴雨历时增长而急剧增加,大于转折点后,变化趋于平缓稳定。重点选取危害较大、难以防范的330场次短历时暴雨洪水,建立各小流域暴雨洪水概化模型,短历时洪水发生时间很短,洪水起涨时间约2～5h,洪峰出现时间约5～7h。研究典型小流域水文要素变化规律,分析局地短历时暴雨洪水特性,并模拟其变化过程,对区域抗旱防汛减灾、水资源管理、小流域治理及生态环境保护具有重要意义。     

基于动态聚类分析和模糊模式识别法的北京城区汛期降雨时空分布规律研究

以北京城区近十几年汛期50场暴雨过程为样本,利用动态聚类分析和模糊模式识别方法对单站雨型和降雨整体空间分布特征进行了研究,得到北京城区汛期最容易发生的雨型以及时空分布规律。结果表明,北京城区汛期主要发生前单峰型雨,峰值集中且极值雨量大,容易造成内涝积水。发生双峰型雨的次数较少,且极值雨量较小,对内涝积水影响相对较小。     

长江中下游地区雨涝指数构建及其应用

为客观识别区域暴雨洪涝过程、定量评估区域暴雨过程强度,基于极端事件中持续时间和强度关系理论,采用近5 d最大降水强度作为降水相当强度指标,构建雨涝指数和区域雨涝过程强度的算法,利用1961-2019年长江中下游地区逐日降水资料,分析长江中下游地区的区域雨涝过程次数、强度以及雨涝趋势变化特征。结果表明:① 1961-2019年长江中下游地区区域雨涝过程次数整体呈增加趋势,21世纪以来区域雨涝过程发生次数明显增多,持续5~9 d的区域雨涝过程占全部雨涝过程的2/3以上;②区域内雨涝日数总体呈现南多北少分布,雨涝日数变化趋势表现为西北部减少、东南部增多;③年降水量和雨涝趋势的时空变化使得长江中下游地区的旱涝差异进一步增大,降水多的东南部更涝,降水少的北部和西部愈加干旱。     

近50 a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水, 分析了新疆区域极端洪水变化; 以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律, 并用14站资料分析了天山山区气候变化特征, 讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应. 结果表明: 受气候变暖影响, 1957-2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势, 尤其南疆区域极端洪水明显加剧, 北疆区域也有加重趋势, 但相对较缓. 全疆及北疆、 南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段. 近50 a来, 在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下, 发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加, 但是变化趋势较缓. 以年最大洪峰流量发生转折年为界, 天山典型流域托什干河、 库玛拉克河、 玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比, 呈现出相似的变化特征: 年最大洪峰流量明显增大, 年际间变化更加剧烈, 洪水年更频繁. 以年最大洪峰流量发生转折年份为界, 玛纳斯河、 托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2~9 d, 库玛拉克河却提前5 d. 玛纳斯河、 乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%~8.3%, 托什干河减小1.1%. 1961-2010年, 新疆天山山区气温明显上升, 升温率为0.34 ℃·(10a)^-1, 1997年以后明显增暖; 天山山区降水显著增加, 增加速率15.6 mm·(10a)^-1, 同时极端降水强度增大、 频数增多. 近50 a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.     

基于相关分析的雨量站选择及洪水预报方法

在分析历史降雨资料的基础上,建立流域内各雨量站点雨量与流域平均面雨量的相关关系。结合流域水文站分布图选出与流域面雨量相关性高且有区域代表性的雨量站作为遥测系统的关键测站,保证其稳定运行。利用定点定面关系分析方法,由流域内关键测站的时段雨量推求流域时段面雨量,并带入洪水预报模型进行洪水预报。该方法不依赖流域内全部测站的降雨信息,可有效解决流域内雨量站缺测或数据错误时的洪水预报问题。该方法可为无资料或资料短缺地区及新建水库因资金限制只能建设少量测站时的洪水预报提供参考。     

七大流域水文特性分析

我国东西和南北方向地理跨度大,水文特性差异明显。从气候特征、降雨和径流、暴雨和洪水等方面,分析七大流域的水文特性,总结降雨和径流在上下游、干支流等空间上以及年内和年际等时间上的分布规律,并分析暴雨和洪水在成因、发生时间、空间分布、过程等方面的规律,为径流和洪水成果计算提供了基础,也为水文成果的合理性检验提供了参考。     

雅鲁藏布江流域极端降水模拟及预估

为了解雅鲁藏布江流域汛期极端降水的变化规律,推算一定重现期的极端降水量分位数,通过百分位法、Hill图法、年交叉率法选取阈值,借助广义帕累托分布函数（GPD）对流域极端降水频率进行了分析。结果表明：99百分位时的阈值为流域内各站点的最佳阈值,且各站点超阈值序列通过了M-K的平稳性检验,无明显突变。拟合效果通过K-S检验,各站点拟合的极端降水理论频数和实测频数基本相符。尺度参数的大值区位于流域下游,表明该地区的极值波动大;形状参数正值区位于流域中上游地区,说明发生破纪录降水事件的概率较大,拟合结果与实际观测一致。从5年一遇和10年一遇的极端降水值来看,雅江流域除拉孜站外,其他地区降水极值均超过30 mm,日喀则地区的降水极值达50 mm;各地区20年一遇和30年一遇的降水极值增长的非常缓慢。通过与实际极端降水值对比分析得出,GPD拟合计算出的重现期水平基本符合实际,即具有一定的合理性。