基于随机暴雨移置方法的城市设计暴雨分析

城市地区暴雨洪灾发生频繁，合理计算设计暴雨是解决城市洪涝的重要前提。采用随机暴雨移置方法（Stochastic Storm Transposition，SST），设定暴雨移置区并提取出暴雨目录，通过区域性概率重采样与暴雨空间变换相结合的方式进行降雨频率分析，估计本地化的极端暴雨频率。以上海地区为例，研究发现暴雨移置区内暴雨分布具有空间异质性，暴雨随机移置概率不均，计算得到的设计暴雨方案包含了降雨时空分布信息，在不同重现期下设计暴雨的时空结构存在变异性，说明传统方法中采用的简化雨型和均一化空间分布假设会增加设计暴雨的不确定性。     

基于随机暴雨移置方法的城市设计暴雨分析

城市地区暴雨洪灾发生频繁，合理计算设计暴雨是解决城市洪涝的重要前提。采用随机暴雨移置方法（Stochastic Storm Transposition，SST），设定暴雨移置区并提取出暴雨目录，通过区域性概率重采样与暴雨空间变换相结合的方式进行降雨频率分析，估计本地化的极端暴雨频率。以上海地区为例，研究发现暴雨移置区内暴雨分布具有空间异质性，暴雨随机移置概率不均，计算得到的设计暴雨方案包含了降雨时空分布信息，在不同重现期下设计暴雨的时空结构存在变异性，说明传统方法中采用的简化雨型和均一化空间分布假设会增加设计暴雨的不确定性。     

东北暴雨的研究

系统性研究东北暴雨将提高对东北灾害性天气的认识，有利于加深对中国暴雨的全面研究。对我国气象工作者在东北暴雨研究方面的工作进行了综述，并回顾了影响东北暴雨的几类主要天气系统，分别为气旋、台风、冷涡，着重回顾了在过去几十年中东北冷涡暴雨方面研究的进展。指出目前待解决的问题是：影响东北地区台风暴雨强度、分布及转向问题；东北冷涡的内部结构特征及其发生发展的物理机制、东北冷涡下中尺度对流系统的结构特征与暴雨的关系；引发东北地区强暴雨过程的水汽源地等问题。这些问题需要通过今后深入和细致的加密观测分析研究，以及利用长时间卫星遥感观测资料和雷达资料的论证才能逐渐认识清楚。     

山东省暴雨特性分析

根据山东省暴雨资料,分析了山东省暴雨的成因、特点及其变化规律,为山东省设计暴雨洪水分析计算、工程规划设计、防洪减灾提供了依据。     

短历时暴雨递减指数与等值线图的编制

针对有关暴雨递减系数的若干特性及暴雨等值线图的编制问题进行了详细的分析论述，并对暴雨递减指数的内涵、其对暴雨等值线图编制的影响，不同历时的暴雨递减指数之间的关系以及设计条件下暴雨递减系数的应用等，结合实际资料加以了说明，以期有助于暴雨等值线图的编制和设计上的应用。     

太湖流域设计暴雨修订

太湖流域属平原河网地区,河网密布、水流流向往复不定,不存在流域出口控制断面,太湖流域设计洪水一般根据设计暴雨采用流域产汇流模型间接推求。因此,设计暴雨成果将直接影响流域防洪规划、工程设计、风险图编制等多项工作,其可靠性关系到流域的防洪安全,是一项十分重要的基础工作。开展了太湖流域设计暴雨修订计算,与太湖流域防洪规划设计暴雨成果对比分析,并针对设计暴雨过程推求采用的不同空间分配方法,进行成果的合理性评估。     

山东省设计暴雨雨量历时关系分析

设计暴雨雨量历时关系是均值历时关系和变差系数历时关系组合的结果。根据最新的山东省暴雨统计参数综合研究成果,分析了暴雨均值和变差系数随历时的变化关系及其空间差异和影响因素,同时分析了设计暴雨雨量历时关系随频率变化的各种类型,对设计暴雨洪水研究具有重要意义。     

流域设计暴雨计算方法研究

从理论上分析了目前流域设计暴雨计算方法存在的问题，以气候变化的物理成因为基础，提出了分旬设计暴雨及设计暴雨量过程线的基本概念和两种计算方法，对计算结果进行了比较分析，最后说明了设计暴雨与汛限水位的关系。     

基于暴雨衰减特性的上海市长历时综合暴雨公式

编制适用于不同历时的综合暴雨公式是协调城市管网排水与区域防洪治涝的重要基础。选用上海市代表雨量站徐家汇站65 a实测雨量资料,建立不同重现期暴雨强度与历时关系,解析暴雨衰减规律,编制单一重现期暴雨公式,结合雨力公式推求适用不同重现期的长历时综合暴雨公式,并推导出暴雨重现期公式。结果表明:不同重现期1~24 h历时暴雨强度均以0.74的衰减指数衰减,据此推求的长历时综合暴雨公式可计算1~24 h任意历时、2~100 a任意重现期的设计暴雨,且平均相对和平均绝对均方根误差分别为1.9%和0.009 mm/min,符合规范要求;暴雨重现期公式可估算1~24 h历时内任意场次暴雨的重现期,高效地服务于城市洪涝防治决策。成果已纳入上海市治涝地方标准,对其他城市具有参考价值。     

评《中国暴雨》

由王家祁教授撰写的《中国暴雨》(中国水利水电出版社,2002年12月)终于出版了。这是继陶诗言先生撰写的《中国之暴雨》(科学出版社,1980年)出版以来,关于中国暴雨研究的又一本重要著作,《中国之暴雨》侧重阐述中国暴雨的物理成因,而《中国暴雨》则侧重于中国暴雨量的统计规律,因此我乐意称她们为姐妹篇。《中国暴雨》以地理学、气候学、水利工程学为理论基础,将大气水和地表水紧密联系进行研究,重点探讨了降落在中国地面上暴雨量各因素的地理分布、地理环境对这些因素的影响及各因素之间的内在联系,紧密结合水利水电等土建工程对设计洪水计算的需求,形成了中国地理学、中国气候学和水利工程学的一个组成部分。     

基于二次重现期的城市两级排涝标准衔接的设计暴雨

使用珠海市1984—2015年R_1h-R_6h、R_1h-R_12h、R_1h-R_24h3个历时暴雨组合推算排水排涝两级标准衔接的设计暴雨水平。应用阿基米德极值Copula与Kendall分布函数构建不同历时暴雨组合的联合概率分布模式。分析各历时暴雨组合的遭遇概率、"或"重现期、"且"重现期和二次重现期,以出现最大可能概率的方法推算各组合的设计暴雨值。结果表明:二次重现期所对应的累积频率更准确地代表了特定设计频率情况下不同历时暴雨组合的风险率;重现期分别为2年、3年、5年、10年、20年、50年、100年推算的二次重现期设计值介于"或"重现期和"且"重现期设计值之间,小于相应的边缘分布重现期设计值,R_1h-R_{6 h}组合推算的设计值相对误差为3.1%~7.1%;R_1h-R_12h组合推算的设计值相对误差为3.3%~9.3%;R_{1 h}-R_{24 h}组合推算的设计值相对误差为3.9%~12.0%。二次重现期推算的不同历时暴雨组合的设计暴雨分位值为内涝工程的风险管理和管渠尺寸提供了优选标准和设计参考。     

Evaluation of drainage networks under moving storms utilizing the equivalent stationary storms

This paper investigates the effect of rainstorm movement on the peak discharge response (PDR) of drainage networks by comparing it with the corresponding equivalent stationary and uniform rainfall. A synthetic circular watershed is introduced to avoid biases from interaction between catchment geometry and storm orientation. The drainage network of the watershed is simulated by the Gibbsian model to examine the effect of network configuration on the peak response depending on the storm kinematics. This study utilizes two types of the equivalent stationary storm (ESS): the average rainfall intensity over the entire catchment (ESSAV) and the point stationary rainfall intensity (ESSQ) to evaluate the effect of moving rainstorms in terms of the PDR. The results show that there exists an interval in which the same rainfall duration produces higher peak responses for moving storms compared with ESSQ. The augmentation of the peak response by moving rainstorm is dependent on the relative rainstorm speed, size, and direction as well as drainage network configuration of the catchment; especially, the results show that a less efficient network tends to mitigate the effect of rainstorm movement on peak response. In contrast, a more efficient network is more sensitive to storm kinematics and the peak response increases compared with ESS. Therefore, the results in this study imply a potential improvement in urban drainage networks in terms of efficiency as well as safety to moving rainstorms. Also, this study suggests the range of variation in peak flows due to storm kinematics compared with the ESS, which can be a reference to the current design practices.     

我国三峡库区近49年暴雨气候特征分析

根据三峡库区及其周围35个气象站1961～2009年的逐日降雨资料,采用常规统计方法、小波变换等方法,分析了49年来三峡库区暴雨日数的气候变化特征;使用偏态系数与峰度系数方法,对暴雨日数分布的正态性进行了分析。结果表明:49年来,三峡库区的暴雨事件具有显著的年代际变化和区域差异,年平均暴雨日数及其均方差空间分布型态比较一致。历年暴雨日数的偏态系数以正偏为主,峰度系数则以负值为主。     

北京山区泥石流灾害预警方法研究

北京山区泥石流灾害较为频繁,总体以暴雨型沟谷泥石流为主,受地形、地貌、地质、降雨以及松散物类型等因素的影响比较明显。在调查分析北京山区泥石流灾害发育特征的基础上,从泥石流的形成和启动条件入手,对泥石流灾害的预警方法进行研究与探讨。     

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。     

Prairie dust storms — A neglected hazard

Dust storms are quite frequent in the Canadian Prairies, but few scientific studies of prairie dust storms exist. The droughts of the 1980s have resulted in many dust storms, even in the winter. Dust storms can no longer be considered just phenomena of the past. Dust storms are defined and examples are provided. The effects of dust storms are numerous, costly and severe. They include soil degradation, crop damage, water and air quality deterioration, and health problems. The climatological analysis of prairie dust storms is in its infancy. Much more information about prairie dust storms is needed in order to control or avoid their impacts.     

基于SWMM-CCHE2D耦合模型的海绵城市内涝管控效果评价

为了解决暴雨导致的城市内涝,为应急管理提供技术支撑,考虑城市暴雨过程及海绵地表特性,结合城市水文学及水力学原理和芝加哥雨型,建立了SWMM-CCHE2D耦合模型。结合高精度地形数据和降雨、径流实时监测数据,采用SWMM雨洪模型模拟暴雨条件下海绵城市的产流,耦合高精度的二维水动力模型CCHE2D模拟相应的内涝情况。结果表明：暴雨条件下通州海绵区的产汇流具有缓慢下渗和汇流的特性,主要海绵措施的加入对径流削减率会有9.0%~40.6%不同程度的提高,从而减缓内涝,其中,对5年一遇暴雨的效果最显著;在100年一遇暴雨下设计的各种海绵措施中,生物滞留带对径流削减率的提高程度最明显,高达28.4%,透水铺装和绿地也具有较好的效果。