上海城区降雨时空分布变化与暴雨频率分析

基于2001～2018年的GPM卫星降雨数据,采用一致性检验、累积距平、滑动平均等方法对上海市多年暴雨时空变化进行分析,同时引入随机暴雨移置法(Stochastic Storm Transposition,SST)进行暴雨频率分析.研究发现上海市降雨年际、月际分布不均,近20年降雨量、降雨强度有所增加,空间分布上降雨自...     

淮河流域极值降雨频率估计时空分布一致性检验和纠正

由于地面雨量站点空间不均及站点资料长度有限、相邻时段和相邻一致区的最优分布函数选择不同,造成降雨频率估计值出现交叉和空间不连续的现象,时空不一致的问题尚没有得到合理的解决。为了获取更加完善合理、时空一致的频率估计值,利用水文气象分区线性矩法计算出的频率估计值,通过误差分摊和二次空间插值及平滑技术对时空分布一致性进行检验和纠正,消除分布曲线的交叉和边界梯度的问题。研究结果表明:通过误差分摊纠正后,消除了交叉异常曲线,各个时段的频率估计值相互制约更加合理;通过空间二次插值纠正后,边界梯度和误差得到明显改善,各站点的频率估计值的经验频率与理论概率更接近,空间分布也更合理。多时段不同重现期下的频率估计值空间分布总体趋势一致,最大值主要分布在淮河流域的东北沂蒙山区,最小值分布在流域的北部平原地区,与站点的实际观测相一致,可为工程设计暴雨和洪水提供基础资料和重要水文依据。     

降雨因子对湖北省山地灾害影响的分析

根据湖北省1950～2003年726个山洪地质灾害样本,分析了其时空分布特征。滑动t-检验显示,逐年灾害数在1974年、1988年前后出现两次显著性突变增多（其中山洪、滑坡增多最明显）,逐年降雨量也相应有两次增加,二者相关系数可达0.3。表明我省年降雨量趋势性增加是灾害增多的主要诱因。进一步分析表明,暴雨以上强降雨是山洪、滑坡、泥石流、塌陷的主要诱因,连阴雨是崩塌的主要诱因,同时对滑坡、泥石流、塌陷有重要影响,对山洪灾害影响则较小。     

热带气旋对宁波降雨分布的影响分析

分析了1949～2008年间120个对宁波市造成影响热带气旋的年内分布情况,及其移动路径、强度变化对宁波市降雨分布的影响。结果表明:热带气旋的不同行进路径、不同登陆地点以及不同影响时间,直接影响宁波市降雨的时空分布及降雨的强度,分析的结果可以作为今后防台工作中相似预报的参考。     

广东省东江流域降雨时空变化特征多角度分析

在人类活动和气候变化的复杂影响下,广东省东江流域的降雨特征在66年间发生了显著改变,为了精准识别其时空变化特征,基于流域34个雨量站逐月长序列降雨数据,采用集中度、集中期、OLS回归法、M-K检验法、滑动t检验法、一维连续小波等多种方法,对广东省东江流域上下游降雨的年内分布特征,年际变化的趋势性、突变性和周期性特征以及空间变化规律开展多角度分析。结果表明：广东省东江流域降雨量从东北向西南递减;从上游到下游,年内降雨集中期从6月延迟到7月份,降雨由减少过渡到弱增长趋势;下游突变性较上游显著,上游周期性强于下游;上下游降雨主周期一致,均为17 a。研究成果可为广东省东江流域降雨预报及水资源开发利用等相关研究提供支撑。     

凤滩水库降雨预报精度分析及应用研究

由于天气预报有限准确性,给水库电站调度造成不便,使水库效益难以充分发挥。分析凤滩水库流域天气降雨预报精度,研究流域对径流调节能力,探讨预报精度对水库调度决策的影响,探索运用实时降雨预报产品进行水库调度的方法。水库调度决策,暴雨以上注重降雨过程,依据提前5天的降雨预报;大雨注重降雨量值,依据提前4天的降雨预报;中、小雨注重降雨起讫时间,以实际降雨为依据,优化水库水位控制,提高洪水资源利用率,为水库创造可观的效益。     

城市设计暴雨频率曲线线型的研究

城市排水规划需有一定设计标准的暴雨值,这类设计暴雨的特点是历时短、设计标准不高和统计分布呈反S形。提出了用两端有限对数正态分布和广义指数分布作为频率曲线线型进行计算,可避免用Γ分布适线欠佳的缺点。通过实例,发现采用这两类分布,计算简便,能获得适线较好的结果。     

基于水文气象分区线性矩法的淮河流域极值降雨频率分析

以淮河流域为研究区,利用地区线性矩法进行站点极值降雨的频率分析。研究结果表明:基于气象成因和水文统计特性相结合的方法将研究区划分为6个通过异质性和不和谐性检测的水文气象一致区。在此基础上,通过蒙特卡罗模拟、均方根误差和线性矩系数的相关图综合判断得出各时段下6个一致区下的最优分布。其中,24h时段下的最优分布分别为:GEV、GNO、GLO、GEV、GLO、GEV。利用最优分布计算出淮河流域各站点一整套(多时段多重现期)的频率估计值。其中,最大值分布在沂蒙山区,这与站点的实际观测相一致。水文气象分区线性矩法是一种稳健可靠的频率分析方法,可应用于其它流域。     

TRMM3B42降雨数据在渭河流域的应用分析

运用渭河流域24个气象站点日降雨数据对2001~2012年热带测雨卫星(TRMM)3B42数据在不同子流域、不同降雨强度以及不同时间尺度的精度进行了对比验证,并对比分析了基于TRMM和站点数据的渭河流域降雨时空分布特征。结果显示:在不同子流域的日TRMM数据比站点观测数据对低值降雨更为敏感,而在极大值降雨数据观测上两者差距较大,月尺度TRMM站点观测数据确定性系数在0.89到0.96之间;两种数据在流域降雨的时空分布上表现一致性,在年内6月中旬~10月初为湿润多雨期,其余月份降雨较少,空间分布呈东南部大,西北部小的格局。     

降水量时空分布不均对水沙关系影响分析

以河北省南部太行山区典型小流域实验站监测资料,分析降水量的时空分布对水沙关系的影响.通过对流域内多次降水过程分析,降水量和降水强度相近或相等,侵蚀模数比值相差近10倍.降水是流域内产沙的原动力,但流域内降水过程在时间和空间上的分布不均,是造成水沙关系变化幅度大的主要原因.通过对典型小流域水沙变化特性分析.进一步揭示水沙关系不确定性的因素,为水土保持治理提供参考依据.     

城市降雨径流控制LID BMPs规划方法及案例

借鉴国外城市降雨径流控制的理念和实践,通过对国内外城市降雨径流低影响开发型最佳管理措施（LID BMPs）研究和分析,提出了城市降雨径流控制LID BMPs规划方法体系。选择广东省环境保护职业技术学院佛山校区为研究区域,以SUSTAIN系统作为规划支持工具,在适用LID BMPs措施筛选的基础上,进行了LID BMPs措施的选址、布局研究。设计了开发前情景、开发基础情景、经济适用型BMPs情景（情景1）和功效最大化BMPs情景（情景2）4种不同的情景方案,进行降雨径流量（总径流量和峰值流量）和径流水质（SS、COD、TN、TP）的模拟,得到了情景1和情景2的径流量和水质的控制效益。以年径流量削减比作为优化目标,对情景1和情景2两种情景方案进行了优化,给出了最具成本-效益的规划情景方案。     

城市降雨径流控制LID BMPs规划方法及案例

借鉴国外城市降雨径流控制的理念和实践,通过对国内外城市降雨径流低影响开发型最佳管理措施(LID BMPs)研究和分析,提出了城市降雨径流控制LID BMPs规划方法体系。选择广东省环境保护职业技术学院佛山校区为研究区域,以SUSTAIN系统作为规划支持工具,在适用LID BMPs措施筛选的基础上,进行了LID BMPs措施的选址、布局研究。设计了开发前情景、开发基础情景、经济适用型BMPs情景(情景1)和功效最大化BMPs情景(情景2)4种不同的情景方案,进行降雨径流量(总径流量和峰值流量)和径流水质(SS、COD、TN、TP)的模拟,得到了情景1和情景2的径流量和水质的控制效益。以年径流量削减比作为优化目标,对情景1和情景2两种情景方案进行了优化,给出了最具成本-效益的规划情景方案。     

岩溶地下水位对降雨响应的时空变异特征及成因探讨——以广西桂林甑皮岩为例

岩溶地下水位对降雨响应具有时空变异性,甑皮岩遗址地下水动力系统结构的认识存在分歧。利用高分辨率降雨水位数据,将研究区分割为不同含水体,通过水位动态、相关分析、滑动窗口采样相关分析等方法,探讨岩溶地下水对降雨响应时空变异特征及成因。结果表明,岩溶强发育、扩散流导水的含水体水位对降雨的响应表现为缓升缓降,水位自相关性强;发育岩溶管道的含水体水位表现为陡升陡降,水位自相关系数衰减速率快,对降雨响应的滞后时间短,互相关函数图呈多峰型;岩溶发育的极不均匀性是造成空间响应差异的主要原因。雨季地下水位对降雨响应的滞后时间远小于枯季;雨季累积降雨量大、水位埋深浅、包气带长期处于饱和或者近饱和状态,降雨垂直入渗补给历时短;雨季暴雨频繁导致含水体地下水短期内形成较大水力梯度,径流补给速度加快。综合分析认为,甑皮岩遗址地下水动力系统由NE向岩溶管道、NS向管道-裂隙以及NE向强径流带3个子径流系统组成。     

无锡市城区降雨特征对径流污染的影响分析

选择无锡市沈巷小区、广丰三村、槐古豪庭三个经过雨污分流改造的排水区(以下简称"排水达标区")作为研究区域,对2014年7月1日至9月23日13次降雨事件中研究区域的降雨径流排水过程进行水质水量同步监测,分析了无锡城区主要地表径流污染物类型,比较了降雨特征(降雨历时、降雨量、降雨强度和前期累计晴天)与污染物次径流平均浓度EMC的相关性大小,选取典型降雨事件,研究了降雨径流初期冲刷效应。结果分析表明:虽然排水达标区已经完成雨污分流改造工程,但降雨径流污染仍然很严重,主要污染物为COD、NH3-N、TP;降雨强度与EMC有显著的正相关关系,其余降雨特征与EMC的相关性不明显;降雨初期的降雨强度对初期冲刷效应的影响较大,降雨初期雨强大,则初期冲刷效应明显。     

里下河地区极端降水时空变化及未来趋势分析

随着全球变暖,极端天气事件逐渐增加,影响着社会经济发展,揭示区域极端降水时空变化对防洪减灾具有重要意义。基于1960—2019年的逐日降水,通过MK趋势检验、小波分析、重标极差以及克里金插值方法,从强度、频率和持续性三方面分析里下河地区的极端降水指数,并进一步探究其未来趋势变化。结果表明：（1）里下河地区多年平均降水为1017.25 mm,呈不显著增加趋势;空间分布差异明显,总体呈自西北向东南逐渐增加的分布。（2）研究区内各站点极端降水指数变化不同,总体而言,极端降水强度、频率均呈现增加趋势,持续性呈减少趋势。（3）极端降水指数变化过程中存在3类尺度的周期性变化,在整个时间尺度上存在3个偏多中心和2个偏少中心。（4）除R10mm和R20mm未来变化趋势与过去趋势相反且呈弱持续性,其他极端降水指数未来变化趋势与过去相一致,且过去总体趋势对未来趋势的影响时间长度在9~16年左右。研究结果为里下河地区科学合理应对气象灾害、合理配置水资源提供依据。     

1961-2010年西北干旱区极端降水指数的时空变化分析

结合绝对阈值和百分位法定义极端降水事件的优点,提出了一种更灵敏的检测极端降水事件的方法. 该方法不仅能检测出常用降水指数无法检测到的降水量稀少地区尤其干旱区的极端降水事件,同时也能过滤掉其检测到的降水量丰富地区的虚假极端降水事件. 此方法首次被应用于统计1961年1月至2010年2月西北干旱区72个气象站点的年和季节的极端降水指数（大降水和强降水指数）,并分析了极端降水指数的时间变化趋势及其空间分布特征. 结果表明：西北干旱区春（3-5月）、秋（9-11月）、冬（12月至次年2月）三季极端降水指数无显著（P>0.05）变化趋势,夏季（6-8月）大降水的频率和降水量以及大降水降水量占总降水量的比重都显著增加;新疆地区极端降水指数为增加趋势的区域基本都分布在海拔较高（约海拔1 000 m以上）的地区;西北干旱区东部极端降水指数变化趋势的空间分布有明显的季节差异,表现为夏、秋季大部分地区为增加趋势,冬、春季大部分地区为减小趋势.     

基于频率法的建始水文站“20200726”暴雨洪水分析

暴雨洪水对地区经济和居民生产生活都具有破坏性的影响。通过对某一区域进行暴雨特点、暴雨成因、洪水特点以及洪水成因分析,能够为未来暴雨洪水预测提供参考。本文以该区域的建始水文站(建始城关水文站)为例,从降水过程及分布、暴雨重现期、洪水特征等多个方面分析了暴雨洪水成因和过程,得到了暴雨重现期和洪水重现期,为当地暴雨洪水分析与预报积累经验,为工程建设、水文计算分析提供参考依据。     

变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展

近年来,变化环境（气候变化和城镇化）导致城市暴雨的发生频率或强度增加,加剧了城市暴雨洪涝问题。因此,分析变化环境对城市暴雨及排水系统的影响对城市水资源规划管理、市政规划设计和城市防灾减灾有着重要意义。总结了未来高精度降雨预估技术、变化环境下排水系统设计标准等关键问题的研究进展,综述了变化环境下城市短历时暴雨演变规律及变化环境对城市排水系统影响的研究现状,探讨了变化环境对城市短历时暴雨的影响机理,并归纳了当前研究变化环境对城市暴雨及排水系统影响的主要方法。指出今后应重点加强的研究:①加强气候变化和城镇化对城市短历时暴雨影响机制的研究;②提升区域气候模式对城市区域下垫面和大气相互作用的描述能力,并加强公里尺度对流可解析模型在城市气候变化影响研究中的应用;③加强对变化环境下排水系统设计标准的研究;④综合评估气候变化和城镇化对城市排水系统超载、污染物转移和水安全等的影响。     

表面波谱分析影响因素研究

基于理论分析及数值计算,研究了频率分辨率、反射波等对谱分析影响,结果表明：频率分辨率会影响相位差曲线及相位差折迭数量;与振源相对的场地沟槽反射的瑞利波或分层界面的反射体波会使测点信号功率谱估计及计算的相速度-波长曲线出现扰动。通过细化技术及干扰信号切除方法可提高相速度计算精度。在低频域相位差折迭数无法统计时,用优化分析方法可以估计可能损失折迭数或额外多余的折迭数。     

降雨入渗对裂隙岩质边坡稳定性影响分析

既往,降雨入渗对边坡稳定性的影响研究,主要集中在土质边坡,对裂隙发育的岩质边坡在降雨条件下的稳定性研究相对较少。本文以大理海东新城开发某地段的边坡工程为背景,基于有限元软件Midas GTS模拟降雨条件下该边坡的应力场和渗流场的变化,并运用强度折减法,采用数值方法计算出降雨入渗后的边坡稳定性系数,结合孔隙水压力和饱和度的变化分析,综合评价边坡稳定性变化情况。模拟结果发现：在降雨条件下,考虑裂隙发育时的计算结果与宏观观察结果基本一致;裂隙发育的岩质边坡在降雨条件下,降雨通过裂隙渗入到边坡深部,此时边坡的稳定性系数和基质吸力都会显著、迅速降低,从而导致边坡极易发生失稳破坏;在降雨条件下,采用预应力锚索+排水沟+裂隙处理的方案对边坡进行综合处理,稳定性系数从原始的1.25上升到1.58,避免了边坡发生失稳破坏造成的安全隐患。该研究结果将为降雨条件下裂隙岩质边坡的工程治理提供了参考和依据。