西宁市短历时暴雨雨型及适用性分析

利用西宁市1954-2017年降水分钟数据建立暴雨统计样本,采用年最大值法推算暴雨强度公式并推求西宁市短历时暴雨雨型。结果表明：西宁市短历时暴雨雨型单峰特征比较明显,单峰峰值出现在前1/3。历时120 min芝加哥设计雨型综合雨峰位置系数0.27,雨峰位置在35 min左右,峰值前（后）雨强迅速增加（减小）,最大1 h降水量为13.14 mm,降水主要集中在20～80 min。各历时的瞬时雨强变化趋势以及分布型基本一致,雨强随着重现期的增大而增大。累计降雨雨峰前（后）增长斜率升（降）最大。西宁市暴雨分布呈现局地性强,空间差异明显特征,芝加哥设计雨型结果对城西和城北区代表性较好,城中和城东区可参考使用。     

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。     

某片区暴雨强度及雨型分析

不同降雨重现期下的暴雨强度及雨型分析对海绵城市规划及城市片区排水工程设计具有重要意义。基于此,本文利用暴雨强度计算公式及芝加哥雨型分析方法,对不同降雨重现期下的某片区暴雨强度及雨型变化进行研究。研究结果表明：(1)降雨重现期将显著地影响研究区域内的初期降雨量,降雨历时末期的最大与最低暴雨强的比值为2.02。(2)研究片区内的雨型呈现先增加后降低的趋势,且雨峰出现在降雨历时第48 min时。研究结果对理解不同暴雨重现期下暴雨强度的差异性及雨型变化具有一定的参考价值,为城市海绵城市规划及城市片区排水系统工程设计提供基础的理论指导。     

设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

为分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响,应用耦合了水文和水动力过程的数值模型,以陕西省西咸新区为研究区域,对不同重现期及峰值比例设计暴雨条件下的内涝过程进行模拟,并对内涝积水总量、不同积水深度内涝面积等量值进行对比分析。结果表明:设计暴雨重现期短于20年时,峰值比例较小的设计暴雨内涝积水总量较大,而重现期长于20年时,规律相反;除2年一遇设计暴雨外,峰值比例较大的设计暴雨致涝总面积较大,但其中影响严重的Ⅳ级致涝面积较小;设计暴雨峰值比例越小,重现期越长,积水总量峰值时刻相对于暴雨峰值时刻的迟滞时间越长。揭示了暴雨雨型与内涝积水程度的量化规律,对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。     

城市设计暴雨雨型研究

采用模糊模式识别方法对我国四个雨量站的雨型进行分类和统计,获得了短历时暴雨雨型的分布特性;经过模拟分析和比较,找出了一种较好地满足城市排水设计要求的设计雨型。     

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。     

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。     

汶川震区暴雨泥石流激发雨型特征

汶川地震后暴雨诱发的泥石流不断增加,通过收集整理降雨资料,分析汶川震区不同地域泥石流暴发的激发雨强及前期有效累计降雨量变化过程,揭示震区暴雨泥石流的激发雨型特征,为暴雨泥石流的预报提供科学依据。研究结果表明,汶川震区的暴雨泥石流激发雨型可分为短期突然降雨型、中期持续降雨型和长期间断降雨型3种类型,主要表现为引发泥石流的激发雨强及前期有效累计降雨量的不同。暴雨泥石流的形成机制体现为降雨导致流域内松散土体渗透、饱和及侵蚀移动的过程。激发雨型与激发雨强及前期有效累计降雨量存在相关关系,短期突然降雨型的激发雨强最大,前期有效累计降雨量最少;中期持续降雨型的激发雨强居中,前期有效累计降雨量最多;长期间断降雨型的激发雨强最小,前期有效累计降雨量居中。对四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌碎屑流进行验证,初步判定是由长期间断降雨型引发岩体抗剪强度降低而引起的。对不同激发雨型特征的研究能够为汶川震区泥石流监测预警提供科学依据。     

近30年上海地区暴雨的气候变化特征

利用上海地区11个气象站1979-2008年5～9月降水资料分析了近30年上海地区暴雨的年、月际及暴雨成因的变化特征.结果表明:1995年以来,上海地区暴雨逐渐向强、局部、特短时间方向变化.7、8月暴雨较多,以短时局部性暴雨为主;6、9月暴雨次之,6月长和特长暴雨要多于短和特短暴雨,9月反之;5月暴雨最少.从形成上海地区暴雨天气系统的分析表明,静止锋暴雨最多,稳定时能形成持续时间长的强暴雨,不稳定时形成短的弱暴雨;其次是暖区暴雨,它是上海地区形成夏季短时局部性强暴雨的主要天气型;另外,台风、台风切变、台风倒槽、低压、冷锋、暖锋和东风扰动形成的暴雨也占有一定的比例.1995年以来,暖区暴雨整体增加,而静止锋暴雨进入21世纪逐渐减少,这可能主要归因于气候变暖和城市热岛效应.     

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。     

东南沿海残积土地区降雨诱发型滑坡预报雨强-历时曲线的影响因素分析

东南沿海山地丘陵地区每年雨季期间有大量土质滑坡发生,如何对由降雨诱发的滑坡进行预报一直都是一个热点研究课题,雨强-历时曲线（简称I-D曲线）是目前国内外常用的降雨型滑坡预报的降雨量临界值曲线。针对东南沿海地区的浅层残积土滑坡,根据相关勘察数据及资料,概化得到了该类型边坡的地质剖面及岩土层性质,然后应用Geo-Studio软件分析了边坡初始湿润条件、土体抗剪强度、饱和渗透系数、边坡坡角、残坡积土层厚度及雨型等参数对I-D曲线的影响规律。分析结果表明：残坡积土抗剪强度参数、饱和渗透系数、边坡坡角、雨型等因素对I-D曲线的影响显著,边坡安全系数降至临界值所需降雨历时随抗剪强度参数值降低、表层残积土渗透系数增加或坡角增大而减少;当雨强较小时,初始湿润条件对I-D曲线的影响显著;当雨强大于残坡积土层饱和渗透系数时,入渗量主要由渗透系数控制,边坡安全系数降至临界值所需降雨历时不随雨强增大而变化。该研究结果为I-D曲线在东南沿海残积土地区降雨诱发滑坡预警预报中的应用奠定了基础。     

1991年6月～7月太湖及里下河地区连续暴雨过程中雨团活动分析

根据水文系统雨量站网的逐时量资料,分析1991年6月～7月江淮流域下游两次连续暴雨过程中太湖及里下河地区的雨团活动特征.结果表明,在太湖及里下河地区均有频繁的雨团活动,雨团以自西向东移动为主,且停滞较频繁,两地区的雨团活动特征存在一定差异.雨团降水在暴雨总量中占有较大比例,对洪涝的形成和发展有重要作用.雨团活动与中尺度切交线、辐合中心、辐合线等中尺度天气系统相配合.     

基于HEC-HMS模型的不同雨型泥石流流量变化特征

为了探究不同雨型条件下泥石流流量变化特征,通过搜集汶川震区典型泥石流降雨数据,将其概化为三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型三种雨型。以HEC-HMS水文模型构建高家沟流域模型,在获得流域清水流量结果基础上采用雨洪修正法计算不同雨型下泥石流流量。结果表明三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型峰值清水流量分别为33.5,41.5,45.8 m3/s,泥石流峰值流量分别为166.83,206.67,228.08 m3/s,误差为-25.6%、-7.8%、1.7%;三种雨型下流量从上游至沟口以线性方式演变,且随降雨峰值推迟其演变速率不断增大,而增长幅度逐渐减小;泥石流暴发出现在峰值降雨前后,属于降雨激发型泥石流;三种雨型随降雨峰值推迟,流量增长阶段所需时间越长,分别为5.5,6,9 h,而衰退阶段所需时间越短,分别为14.5,8,2.5 h。研究表明该模型能为缺少降雨监测数据地区泥石流研究提供技术支持。     

孔隙填充型能源土的宏微观力学特性真三轴试验离散元分析

天然气水合物沉积物因其作为绿色新型能源且具有广阔的开发前景而备受全球瞩目。水合物在水合物沉积物（俗称能源土试样）中有不同的赋存型式,如孔隙填充型和胶结型等。针对孔隙填充型水合物的赋存形态,生成特定饱和度的能源土试样。开展了同一 平面上不同中主应力系数（b = 0、0.25、0.50、0.75、1.00）的真三轴排水试验的三维离散元模拟,将微观参数接触组构及剪切滑移率的演化规律与材料的宏观力学响应相结合,分析了中主应力对孔隙填充型能源土的宏微观力学响应的影响。结果表明：强接触处组构张量的大、中、小主值随b的变化规律与大、中、小主应力及大、中、小主应变随b的变化规律表现出良好的相关性。三向应力状态下的破坏强度接近Lade-Duncan破坏准则。能源土试样剪切滑移率随着中主应力系数的增大而增大;当处于三轴拉伸状态时,试样的剪切滑移率最大。