降水空间不均匀性对径流过程模拟的影响

应用数字高程流域水系模型，通过子流域和网格2种空间离散方式，采用传统的子流域法、雨量插值子流域法、逐个网格法3种雨量数据输入处理方法，分别作日流量模拟与洪水过程模拟，模拟过程与实测水文过程相比较表明：日模中3种雨量处理方法计算精度相当，次模中逐个网格法优于传统子流域法和雨量插值子流域法；降雨空间分布不均匀性考虑得越充分，水文过程模拟精度越高。     

大尺度流域基于站点的降雨时空展布

降水是影响流域水循环最活跃的因素,其时空分布不均匀对流域产汇流的影响非常大,因此在进行流域水文模拟时,需要充分考虑到降雨的时空变异性。本文针对大尺度流域的特点,提出了一种日雨量的空间展布方法,该方法根据站点降雨量之间的相关系数选取参证站点,采用距离平方反比法把站点的日雨量插补到空间计算单元上去,或采用泰森多边形法插值。该方法计算结果和本次全国水资源规划的结果差别不大,说明插值方法比较可靠。由于大尺度流域雨量站点的布设比较稀疏,采用空间插值的方法生成计算单元降雨量值精度不好,本研究中提出了一个大于10mm的大强度日降雨的向下尺度化方法。首先建立了一个将日降雨分配成小时降雨量的雨强历时关系模型：然后根据黄河流域的特点,把全流域划分为五个大强度降雨区,分区对参数进行了率定：最后采用实测资料对模型进行了检验。本文提出的方法,在黄河流域水文模拟中进行了应用,由径流模拟结果看,效果令人满意。     

动态彩色雨量分布图绘制软件的研究开发

介绍了通过结合应用VB和Scripter计算机语言开发平台和Surfer开发工具,开发出能够实现动态彩色雨量分布图自动绘制软件的原理和方法,包括对遥测系统数据库的实时连接、雨量数据的格网化插值、数字高程模型的建立、区域雨量分布图的生成组合、配色和彩色填充以及渲染等步骤的描述。     

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。     

基于 SVR 的无实测资料小流域山洪灾害 临界雨量预估模型及应用 -以河南新县为例

山洪灾害是我国防灾减灾工作中亟待解决的突出问题,临界雨量是山洪灾害预警预报的重要指标,传统的临界雨量计算方法各有所长,对资料的要求各不相同,但对于无实测资料小流域防灾对象临界雨量计算的研究却寥寥无几(这里无实测资料指的是既没有雨量、洪峰资料也无野外断面调查资料)。鉴于此,基于支持向量机回归拟合算法(SVR),应用比拟法建立模型,对无资料小流域山洪灾害临界雨量进行推求。结果表明:(1)SVR模型具有很好的泛化性,预测精度高、误差小,结果较优;(2)利用SVR模型预估的临界雨量值与真实值偏差小,可以作为山洪灾害预警预报指标,为当地决策部门提供参考。     

随机分形插值法在地震数据处理中的应用

在本文中，作者首先对随机分形插值方法，分形、分维等进行了研究和探讨，并将该插值方法应用于实际地震资料处理中，取得了较好的效果，这表明随机分形插值方法是基于不同采样间隔，不同测网密度的地震资料插值补齐的，简单而有效的方法，值得进一步的研究与推广。     

与距离成反比加权法的数据插值方法及程序实现

总结了各种插值方法及其特点，详细阐述了与距离成反比加权法插值方法，在原有方法的基础上提出了新的改进后的与距离成反比加权法插值方法，并由此引入了影响域、影响点集和数据块交集的概念。开发出基于VC 的二维平面和三维空间散乱数据改进的与距离成反比加权法插值算法类，并嵌入电磁资料处理系统软件，为海量电磁资料数据、重力场数据的插值提供了便利。     

地震剖面随机分形插值方法

本文讨论了随机分形插值方法及其在地震资料处理中的应用。实验结果表明,随机分形插值方法是提高地震分辨率的简单有效方法。     

不同降雨插值方法在新疆阿克苏地区降雨插值精度对比中的分析

选取常用两种降雨差值方法对比其在新疆阿克苏地区的降雨插值精度,对比实测降雨数据分析表明:反距离加权插值方法更适用于新疆阿克苏地区降雨插值,其在年尺度和月尺度降雨插值误差明显好于克里金插值方法。研究成果对于新疆阿克苏地区面降水推求,特别是无资料地区降雨计算分析具有参考价值。     

用曲波变换消除VSP数据处理中的空间假频与采样不规则

由于条件与经费的限制,在实际地震资料采集过程中,常常会遇到获得的地震资料较稀疏或不规则,导致空间假频、采样不规则的问题,影响地震资料的成像效果。可利用地震道空间插值来解决这些问题,提升地震数据处理结果品质。曲波变换的基函数是具有倾角、频率、时间三方面同时局部化的函数,它可以对空间信号做稀疏表达,适合地震资料的插值处理。本文采用该方法对理论模型数据和实际VSP数据作插值处理,解决不规则采样、空间假频问题。实际应用表明该方法精度高,插值准确,处理结果的振幅和同相轴连续性好。     

基于卫星的水资源监测预报技术应用与研究

基于卫星遥感的降水监测的基本方法是建立云顶温度与象素点降水的统计相关关系,同时利用卫星信息在地面雨量站点间进行雨量插值。基于气象卫星的实际蒸散发计算通过定标、大气订正、空气温度、总辐射、净辐射、显热通量等步骤计算。降雪处理的依据是降雨和地表温度。融雪计算的基础是能量平衡,融雪发生时刻用雪盖的寒冷度估算。决定土壤冻结的因素能量平衡和温度。土壤冻结逆方程可用于确定土壤解冻的深度。坡面径流以用二维扩散过程模拟。河道部分以有侧向入流的Muskingum-Cunge方法为基础。     

基于GIS的分级雨量分布图绘制软件开发

对分级雨量分布图的绘制提出了一种新的思路，即利用GIS控件——MapObjects对地理对象的显示和分析功能，以及雨量等值线绘制数学模型，在VisualBasic中编程实现分级雨量分布图绘制和分析的自动化。该技术以柘林水库流域资料为实例，生成的分级雨量分布图比雨量等值线图具有更清晰、更直观的特点，从对流域降雨资料的静态描绘到动态演示，表达更加生动形象。     

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。     

GPM近实时反演数据对河南省2021年“7·20”极端暴雨的比较分析

近实时卫星降水反演数据具有覆盖范围广、空间连续性和时效性较强以及开放获取等优势, 是重要的全球性降水资料。针对2021年河南省“7·20”极端暴雨, 基于116个地面气象站观测资料及其空间插值数据, 综合解析了4种GPM近实时卫星降水数据(IMERG early、IMERG late、GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW)对极端强降水事件的表征能力。结果发现:①IMERG early、IMERG late对站网累积雨量的低估程度在20%左右, GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW的高估程度分别达到了约35%和70%, 但2种GSMaP数据更易探测到500 mm以上的累积雨量。②在雨量过程方面, 4种GPM数据对小时降水事件均具有较强的分类辨识能力, 但未捕捉到主要雨峰过程, 定量误差较突出, 与地面降水量之间表现出显著的负相关关系。GPM降水数据对小时雨量低于10 mm的降水事件以高估为主;对于小时雨量超过30mm的降水事件以低估为主, 甚至存在普遍低估。③在空间格局方面, 4种GPM数据的精度指标均具有较强的时间波动性, IMERG数据的空间相关系数和体积临界成功指数等指标总体上优于GSMaP数据, 但后者对较高量级的降水事件更敏感。④2种IMERG数据中, IMERG late相对IMERG early的精度具有较明显改善;2种GSMaP数据中, GSMaP Gauge NOW相对GSMaP NOW提高了对较高量级雨量的探测能力, 但也明显增大了较低量级雨量的定量估计误差。本文研究深化了对GPM近实时卫星降水数据性能的认识, 为完善GPM降水反演算法、提升其对极端降水的监测能力提供了重要反馈信息。     

水文计算基本知识讲座 第四讲 由暴雨推求设计洪水

在实际工作中,往往遇到工程所在地点洪水流量资料不足,或没有实测水文资料,又很难采用其它途径来解决洪水资料不足的问题。我国多数地区雨量资料较长,测站数目较多,这种情况下自然地就会提出这样一个问题:如何用暴雨资料推求设计洪水。通常采用频率计算的方法,求得指定频率的各种历时的设计暴雨量,然后通过典型暴雨进行缩放,得出设计暴雨过程,再进行产流、汇流计算,推求相应的洪水过程。     

黄淮流域天气雷达应用系统介绍与应用分析

2009-2010年,水利部水文局引进了美国海洋大气管理局(NOAA)强风暴实验室(NSSL)开发的新一代多探测器定量估算降水系统(下称Q2),利用黄淮流域的6部新一代天气雷达,开发了水利部天气雷达应用系统(下称MWKQ2)并进行了应用试验。系统集成了雷达、自动雨量站、探空等资料,实时每10分钟自动生成格距0.01°×0.01°(1km×1km)的多种降水产品以及区域面雨量产品(1、3、6、12、24、48、72h)。介绍了该系统的组成及关键技术,重点对MWRQ2雨量估算结果与常规雨量站资料进行了对比分析,结果表明这两种方法估算雨量的一致性较好,尤其是时段区域面雨量差别较小。     

缺资料地区泥石流预警雨量阈值研究

合理的雨量阈值指标是保障泥石流预警报准确性的关键,对于研究泥石流形成机制、分析预测未来活动特点以及指导防治工程设计等方面均具有重要意义。由于国内山区大多数泥石流沟均无降雨和灾害资料,目前国内外通行的实证法和频率计算法不能满足其泥石流预警报的需要。通过分析泥石流预警区的降雨条件、水文特征及下垫面条件,提出了基于水力类泥石流起动机制来计算泥石流预警雨量阈值的方法。主要根据流域地形及松散固体物质等特征,计算该流域泥石流起动的临界水深,并结合流域产汇流机制、特征降雨量随海拔变化规律、暴雨雨型特征,进而计算该流域泥石流预警雨量阈值。研究成果在四川省凉山州宁南县城后山史家沟流域进行了应用和验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。该方法解决了缺资料地区泥石流预警报的难题,为山区泥石流预警报提供了一种新的思路。     

基于推理公式的山洪预警雨量计算方法研究

基于水科院推理公式,从山洪雨量预警需求出发,解除原公式在部分汇流中对流域面积分配曲线的矩形概化,经反演得出各典型时段临界雨量计算式;同时采用等流时方法,有效解决了计算式中最大部分汇流面积的定量问题。研究提出的预警雨量计算方法,物理概念清晰,易于理解和掌握,计算便捷,且无需水文资料,可作为现行山洪预警雨量分析计算的一种新方法。     

降雨量分布的空间插值方法研究——以美国爱达荷州为例

以美国爱达荷州为例,根据105个气象站点及其30年年平均降水量数据,采用反距离加权平均法、普通克立金法、规则样条函数法及趋势面法等方法进行插值,分析了不同插值方法中站点数量变化、像元尺度变化对降雨数据空间插值结果的影响.通过对数据和精度指标的对比分析,得出每一种插值方法在某一标度范围插值的精度及适用范围.研究表明:[1]插值精度并不与样本点数量成正比例关系;[2]像元尺度的变化对空间插值精度的影响很小;[3]不同插值方法对插值结果有很大的影响,规则样条函数具有优秀的插值精度.要得到最理想的插值结果,须对不同研究区,进行实测样本数据进行分析,反复试验比较,以选择最佳插值方法.     

黄土高原流域出口站降雨的面代表性分析

根据黄土高原１０个５０－３５０ｋｍ＾３的小流域８３个雨量站３９０场暴雨实测资料,对流域出口站降雨的面代表性进行分析,包括流域出口站次雨量的面代表性、次降雨最大时段雨强的面代表性、年雨量的面代表性分析。结果表明：流域出口站次降雨的面误差程度随着流域面积的增大而增大,出口站雨量大于面雨量的正确误差机率为３９．１％,出口站雨量小于面雨量的负误差机率为６０．９％,说明出口站雨量普遍小于面雨量;出口站雨量与