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不同暴雨情景下的城市内涝响应特征分析

水资源保护 2023年第3期39卷 101-108,133页

作者：赖成光廖耀星王兆礼华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) 广东广州510330

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城... 详细信息

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城市内涝响应特征。结果表明:单峰雨型下的溢流和淹没情况比双峰和均匀型要高;在单峰雨型中,峰后型暴雨的溢流峰值最高,峰中和峰后型暴雨的溢流总量较大,峰后型暴雨导致的整体淹没情况较严重;重现期小于50 a时芝加哥型(r=0.7)暴雨导致的淹没情况最严重,而重现期大于50 a时单峰Ⅱ型(峰后型)暴雨的淹没情况最严重;重现期为100 a时单峰Ⅱ型的淹没范围及水深比芝加哥型(r=0.7)暴雨分别高8%和64%;暴雨集中度每上升一个等级,溢流及淹没情况明显加重;目前常用的芝加哥雨型在一定情况下存在低估内涝的风险,建议在内涝分析时进一步考虑更危险的雨型以及暴雨的集中度。

关键词：城市内涝内涝耦合模型设计暴雨暴雨雨型集中度长湴地区

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南京地区暴雨变化特性分析

水资源保护 2019年第6期35卷 89-94,114页

作者：杜尧陈启慧和鹏飞陈芸芸沈红霞李琼芳河海大学水文水资源学院江苏南京210098 江苏省淮沭新河管理处江苏淮安223005 江苏省“世界水谷”与水生态文明协同创新中心江苏南京210000

选取南京地区7个雨量站长系列逐时降水资料,分析暴雨时空分布规律与变化特性,并解析暴雨雨型特征。结果表明:南京地区暴雨时空分布不均性显著,市区年暴雨量和暴雨次数多于郊区;不同历时年最大降雨量总体呈现增大趋势,且主城区增加趋势... 详细信息

选取南京地区7个雨量站长系列逐时降水资料,分析暴雨时空分布规律与变化特性,并解析暴雨雨型特征。结果表明:南京地区暴雨时空分布不均性显著,市区年暴雨量和暴雨次数多于郊区;不同历时年最大降雨量总体呈现增大趋势,且主城区增加趋势更显著;暴雨以一般暴雨、弱暴雨为主,但容易引起内涝的短历时、高强度的暴雨频次呈现增加趋势,且主城区相对郊区增加趋势更显著;主城区弱暴雨、中暴雨和强暴雨分别具有14年、8年和3年的丰枯变化周期,特短暴雨、短暴雨和一般暴雨也都具有3年左右的丰枯变化周期;雨型(历时12 h暴雨)以容易引起内涝的单峰Ⅲ型雨型为主,加大了城市内涝防治压力。

关键词：暴雨特性暴雨雨型 M-K趋势检验小波分析南京地区

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云南省红河下游暴雨特征分析:以河口县为例

中国水土保持科学 2018年第6期16卷 99-107页

作者：马俊明齐实程柏涵梁斌郭虎波陈建辉北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

云南省是暴雨多发的地区,但是由于气候条件、地理环境复杂,不同地区暴雨特征差异显著;因此,进行小区域的暴雨特征研究有助于预防暴雨灾害。红河下游的河口县是云南省6大暴雨中心之一,是暴雨多发区。本文基于河口县近年来177场暴雨数据,... 详细信息

云南省是暴雨多发的地区,但是由于气候条件、地理环境复杂,不同地区暴雨特征差异显著;因此,进行小区域的暴雨特征研究有助于预防暴雨灾害。红河下游的河口县是云南省6大暴雨中心之一,是暴雨多发区。本文基于河口县近年来177场暴雨数据,利用K-均值聚类方法研究了河口县暴雨雨型、特征以及暴雨危险性。结果表明:河口县暴雨具有明显的季节性,主要发生在4—9月,暴雨以P24(连续24 h降雨量> 50 mm的降雨)为主;河口县暴雨可分为前期降雨(Ⅰ)型、中期降雨(Ⅱ)型、后期降雨(Ⅲ)型、均匀降雨(Ⅳ)型4种雨型,其中前期降雨型的次数占暴雨总次数的2/3以上,是该地区主要的暴雨类型。该类暴雨历时以7～12 h为主,80%暴雨量和平均降雨强度较大值发生在前0. 4累计降雨历时内,即大概4 h以内,短历时强降雨危害较大,且多发生在夜间;因此需要引起高度重视。河口县暴雨黄色预警及以上级别的暴雨占暴雨预警总场次的80%左右,危险等级较高,可能会引起山洪、泥石流等灾害,应提前做好预防和治理措施。

关键词：河口县暴雨特征暴雨雨型暴雨预警

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黄土高原不同类型暴雨的降水侵蚀特征

干旱区资源与环境 1999年第1期13卷 34-42页

作者：焦菊英王万中郝小品中国科学院水利部水土保持研究所

本文对黄土高原的三种类型暴雨的降水、侵蚀特征进行了统计分析，结果表明：Ａ型暴雨的雨量多为１０－３０ｍｍ，历时一般为３０－１２０ｍｉｎ，最大６０ｍｉｎ降雨量占总雨量的８５％－１００％；Ｂ型暴雨的雨量一般为３０－１００ｍ... 详细信息

本文对黄土高原的三种类型暴雨的降水、侵蚀特征进行了统计分析，结果表明：Ａ型暴雨的雨量多为１０－３０ｍｍ，历时一般为３０－１２０ｍｉｎ，最大６０ｍｉｎ降雨量占总雨量的８５％－１００％；Ｂ型暴雨的雨量一般为３０－１００ｍｍ，降雨历时多在３ｈ－１８ｈ之间，最大６０ｍｉｎ降雨量占总雨量的３０％－７０％；Ｃ型暴雨的雨量一般为６０－１３０ｍｍ，历时大于２４ｈ，最大６０ｍｉｎ降雨量占总雨量的８％－２５％。三种类型暴雨的空间分布不均匀程度是Ａ型大于Ｂ型，Ｂ型大于Ｃ型，且Ａ型比Ｂ型、Ｃ型大得多。Ａ型暴雨是引起土壤侵蚀的主要暴雨，其侵蚀性降雨发生的比例占侵蚀性降雨总次数的５２．７％，其侵蚀量占总侵蚀量的６４％。在坡面和沟道小流域，７０％的极强烈侵蚀是由Ａ型暴雨产生的。

关键词：黄土高原暴雨雨型降水特征侵蚀特征土壤侵蚀

高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征

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水科学进展 2021年第2期32卷 161-170页

作者：黄国如陈易偲姚芝军华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

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... 详细信息

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。

关键词：高度城镇化极端降雨暴雨雨型珠三角地区

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我国大型城市暴雨特性及雨岛效应演变规律

我国大型城市暴雨特性及雨岛效应演变规律

作者：严昇东华大学

学位级别：硕士

城市暴雨呈现广发、频发的态势，严重影响我国社会经济与城市安全。城市暴雨特性和演变特征以及城市雨岛效应下降雨分布的研究是城市内涝防控的重要环节。本文从城市暴雨特征和雨型的角度，先后分析了全国36个典型大城市，44个站点的多... 详细信息

城市暴雨呈现广发、频发的态势，严重影响我国社会经济与城市安全。城市暴雨特性和演变特征以及城市雨岛效应下降雨分布的研究是城市内涝防控的重要环节。本文从城市暴雨特征和雨型的角度，先后分析了全国36个典型大城市，44个站点的多年小时雨量数据，采用暴雨背景情况指标和变化情况指标将城市聚类;根据气象暴雨等级和历时分级，将城市暴雨分为9类，并建立6种短历时暴雨和长历时及特长历时暴雨指标分析雨型特性及演变特征;建立城市缓冲区与面雨量结合的方法，分析雨岛效应对城市生长期雨量分布的影响。(1)我国典型大城市暴雨特性等级整体趋势基本符合全国降水分布特征从东南向西北逐渐降低，局部地区城区暴雨特性等级高于或等于郊区。(2)我国典型大城市暴雨特性变化等级在城区高于郊区，且在相邻城市中城市规模越大的城市变化趋势高于其他城市。(3)我国典型大城市暴雨以长历时为主，除去西北地区短历时暴雨占有较高的比重，特长历时暴雨在华东、华中和西南地区占有相对较高比重。大暴雨和特大暴雨在华南、华东和华中地区占有相对较高比重。(4)华东地区，华北地区，华南地区和华中地区的不同等级和不同历时暴雨发生次数呈现增加趋势的城市数目较多;而西南地区的不同等级暴雨发生次数呈现增加趋势的城市数目较多，历时变化不大;东北地区西北地区不同等级和不同历时暴雨发生次数增加城市较少。其中，天津站，崂山站和长沙站各指标中有呈现降低趋势。(5)我国典型大型城市短历时暴雨在大范围内呈现峰值雨量增多且历时减少的特点;长历时暴雨在大范围内呈现降雨重心和降雨峰值时间位置同时提前，暴雨历时变化与降雨重心和峰值位置变化没有显著关系，但仍在大范围内呈现历时减少的特征;特长历时暴雨在大范围内没有明显的统一性变化。(6)我国典型大型城市雨岛效应对城市生长期降水影响在地域上有不同。我国东南部城市和中部城市降水多集中于郊区，西南高原区、西北和华北半干旱地区城市降水多集中于城区。

关键词：城市暴雨特性暴雨雨型演变特征雨岛效应雨量分布

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突变前后湖南株洲市设计暴雨参数变化特征

干旱气象 2019年第5期37卷 850-856页

作者：吴浩曾向红吴贤云张剑明蒋元华湖南省气候中心

近年来,湖南株洲市暴雨呈多发之势,城市内涝日趋严重,排水防涝设计暴雨参数发生变化。利用湖南株洲市国家基准站1963-2017年逐分钟降水资料,通过滑动平均提取16个历时逐年最大降水量样本,探讨株洲市气候突变前后设计暴雨强度及雨型的变... 详细信息

近年来,湖南株洲市暴雨呈多发之势,城市内涝日趋严重,排水防涝设计暴雨参数发生变化。利用湖南株洲市国家基准站1963-2017年逐分钟降水资料,通过滑动平均提取16个历时逐年最大降水量样本,探讨株洲市气候突变前后设计暴雨强度及雨型的变化特征。结果表明:湖南株洲市暴雨日数及年最大降水量在1983年存在一次显著突变,突变后暴雨日数增多、雨强增大,极端降水事件增多。突变前,各历时年最大降水量的变化趋势不一致且不显著,而突变后则均呈现明显增加趋势,且120 min及以上历时通过显著性检验。突变前后不同重现期下各历时暴雨雨量都有不同幅度的增大,且随着重现期增大、历时延长,雨量差值增大。短历时和长历时暴雨雨型突变后都出现雨峰位置前移、雨峰雨量增大现象,这在一定程度上解释了近年来株洲市城市内涝频发的原因。

关键词：气候突变暴雨强度暴雨雨型株洲市

暴雨山洪设计临界雨量不确定性研究——以湖南省涔水南支流域为例

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中国防汛抗旱 2018年第4期28卷 31-37页

作者：李昌志张晓蕾孙东亚郭良中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

介绍了山洪预警临界雨量计算的基本思路与分析方法,基于《湖南省暴雨洪水查算手册》等资料,以湖南省涔水南支流域为例,充分考虑流域土壤含水量和暴雨雨型因素,运用水文模拟方法,对该流域3个预警地点暴雨引发山洪的设计临界雨量进行了分... 详细信息

介绍了山洪预警临界雨量计算的基本思路与分析方法,基于《湖南省暴雨洪水查算手册》等资料,以湖南省涔水南支流域为例,充分考虑流域土壤含水量和暴雨雨型因素,运用水文模拟方法,对该流域3个预警地点暴雨引发山洪的设计临界雨量进行了分析计算,探讨设计了临界雨量与流域土壤含水量和暴雨雨型之间的响应关系。研究表明,流域土壤含水量和暴雨雨型对山洪设计临界雨量估算影响巨大,不同设计状态导致临界雨量阈值变化范围很大,不确定性非常明显,增大了山洪识别及预警发布决策的难度。获取流域适时降雨信息,滚动计算临界雨量,尽量避免和减少因流域土壤含水量和暴雨雨型导致的不确定性,是增强山洪预警可操作性、提高山洪预警准确性的重要方向。

关键词：不确定性设计临界雨量土壤含水量暴雨雨型

基于芝加哥算法的河北省四城市短历时暴雨极值特点分析

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暴雨灾害 2018年第3期37卷 288-292页

作者：许启慧于长文张金龙杜康云杨铭河北省气候中心石家庄050021

利用河北省唐山、秦皇岛、保定和邢台4个气象站1961—2014年逐分钟降雨资料,对历时120 min的年最大降雨量进行统计分析,采用模糊识别法对降雨过程进行分型,并通过芝加哥法推求出4个测站重现期2 a历时120 min的暴雨雨型。结果表明:(1)各... 详细信息

利用河北省唐山、秦皇岛、保定和邢台4个气象站1961—2014年逐分钟降雨资料,对历时120 min的年最大降雨量进行统计分析,采用模糊识别法对降雨过程进行分型,并通过芝加哥法推求出4个测站重现期2 a历时120 min的暴雨雨型。结果表明:(1)各站120 min年最大降雨量的多年变化趋势存在较大差异,其中唐山和保定两站的波动较为平缓,邢台站呈明显上升趋势,其气候倾向率最大;各站多年最大降雨量的极大值出现在1981—2014年间的个例数明显多于1961—1980年,且雨量的极端最大值均出现在1985年以后。(2)模糊识别法得到各站120 min历时降雨过程均以单峰峰值居前型为主,单峰峰值居中型次之,双峰雨和均匀型降雨过程的发生频率较低。(3)芝加哥法推求的各站历时120 min暴雨雨型均为单峰型,降雨过程的整体呈现先增大后减小的分布特点,雨峰时刻的降雨量和雨强最大,其中保定站雨峰出现时间最早,秦皇岛站最晚,保定和唐山两站的雨峰位置均超前整个降雨过程的1/3分位,秦皇岛和邢台站的则略有滞后。

关键词：河北省 120 min历时年最大降雨量暴雨雨型