考虑风险率模式下的洪潮组合设计方法

防洪(潮)计算中,洪潮组合若以洪为主时,一般选取设计标准洪水与多年平均潮位相组合,当以潮为主时,一般选取设计标准的潮位与多年平均洪水相组合.实际上,按不同的设计标准设计潮位时,河道上游可能发生各种频率的洪水,按不同的设计标准设计洪水时,河道下游也可能发生各种频率的潮位,所以,组合多年平均潮位或多年平均洪水存在一定的风险.为此,构建了洪潮组合风险计算模型,并依据洪潮组合风险提出了洪潮组合设计方法.考虑到各地水文特征的差异性,以深圳市为特例对这种方法进行了分析,为洪潮遭遇组合的合理选取提供科学依据.     

海堤设计风浪和设计潮位组合风险率分析

风浪和潮位是海堤设计的关键因素,为保障海堤工程的安全性并使工程设计更为经济合理,基于Clayton Copula连接函数建立了潮位和风浪联合分布函数,以此构建了风浪和潮位组合设计风险分析模型,提出了考虑风险率模式下的风浪和潮位组合设计方法.以深圳市赤湾海域为例,分析了1971～2002年实测水文资料,获得了风浪和潮位组合风险率.结果显示：深圳赤湾海域大潮与大风同时遭遇的概率小,采用同频率设计偏于安全;而所建模型充分考虑到了风浪和潮位这种遭遇的特性,对风浪和潮位遭遇工况的合理设计具有指导意义,也为沿海城市海堤设计参数的确定提供了一种技术手段.     

基于Copula函数的深圳河流域降雨潮位组合风险分析

在全球气候变化背景下,降水和潮位变化是滨海城市洪涝灾害的主要原因. 定量评估滨海城市降雨潮位组合风险率,对于滨海城市洪涝灾害的防治具有十分重要的现实意义. 本文基于深圳站53 a最大日降水量与赤湾站相应最高潮位数据,通过K-S检验、C-vM检验、AIC准则和BIC准则进行边缘分布函数优选,采用Archimedean Copula函数,定量评估了深圳河流域不同重现期下降水和潮位的双阈值组合风险率和单域值组合风险率. 结果表明:深圳河流域降水序列和潮位序列的最优边缘分布函数分别为GEV和Lognormal分布;降水和潮位之间呈现较弱的正相关性; Clayton Copula函数对于深圳河流域雨潮遭遇联合分布特征拟合效果最好;随着降水和潮位重现期的增大,深圳河流域的双阈值组合风险率和单域值组合风险率均呈减小趋势,但二者之间的差距逐渐增大;对于降水和潮位重现期不同时的特定组合风险率,若降水重现期较大,则潮位重现期较小,反之亦然.      

基于Copula函数的韩江流域干支流洪水遭遇分析

韩江流域在广东省的经济社会发展中占有十分重要的地位,洪水特征的研究对韩江流域内的防洪与洪水规律的认识具有重要的意义。为此,利用Copula函数对韩江流域三大水文站1959-2000年的日流量进行分析,其中洪水特征由年最大日平均流量表示,然后对其进行了联合分布、量级组合遭遇概率和条件概率分析。主要结论为:1相同重现期洪水遭遇组合,潮安与横山遭遇的概率大于潮安与溪口,潮安与溪口遭遇的概率大于横山与溪口;2梅江的洪量占潮安站的比重比汀江大;3利用三大水文站的联合分布,获得了水文站之间不同流量条件下的概率,以及特定联合重现期和同现重现期下,不同水文站最大日流量的可能组合。     

淮河干流与洪河洪水遭遇规律研究

为研究淮河干流与洪河洪水遭遇规律,本文以Von Mises函数拟合两河年最大日流量发生时间的分布,引入以时间为协变量的GAMLSS模型建立年最大日流量序列的时变边缘分布,应用Copula函数分别构建发生时间及量级的联合分布,固定两河流量组合的叠加值,并以此为条件求出最可能组合.结果表明,淮河干流与洪河易在7～8月份遭遇,遭遇峰值点7月14日的风险率为0.34%;量级遭遇上,两站遭遇概率等值线随时间发生显著变化,以遭遇概率等值线包络线为标准划分风险区较传统的单一等值线标准更为安全;随年份增加,最可能组合中淮滨站流量所占比例由80.2%减少为68.0%,班台站由19.8%增加至32.0%.因此,在两站联合调度中应注重7～8月份的错峰调节,并加大对班台站的流量控制.     

不同边界条件对城市内涝的影响——以通州区两河建设区为例

以北京市通州区为例,对不同重现期的降雨与不同频率的河道洪水进行组合,分析不同洪涝组合对内涝积水深度的影响.采用城市洪涝模拟技术设置不同尺寸的网格进行计算,通过对比不同网格模拟计算的结果,给出最适宜的计算网格尺寸,在此基础上,分析研究不同洪涝组合对内涝积水深度的影响.研究结果表明:分别以5、10和20m为模型计算网格的模拟计算结果相差不大,以50m为模型计算网格的模拟水深值明显偏小;与50a一遇降雨遭遇河道20a一遇洪水相比之下,50a一遇降雨遭遇河道50a一遇洪水时,内涝显著增加;同样地,当100a一遇降雨遭遇河道50a一遇洪水比100a一遇降雨遭遇河道20a一遇洪水的内涝水深显著增加,而当100a一遇降雨遭遇100a一遇洪水与100a一遇降雨遭遇50a一遇洪水时的内涝情况相比,研究区所选节点的内涝深度相差不是很大.     

基于Copula函数的暴雨潮位组合分析

基于1959—2010年滁河中下游暴雨资料及南京下关站潮位资料,采用Copula函数建立不同重现期下滁河中下游年最大1 d、3 d、7 d暴雨与其相应时间段长江最高潮位的联合分布函数,计算超过某一设计值的暴雨与各个量级潮位、超过某一设计值的潮位与各个量级雨量的遭遇概率。计算结果与南京市城市防洪规划中的结论相近,表明计算方法合理可行,可为暴雨潮位组合计算提供参考。     

基于MIKE11和AHP法的感潮河段防洪潮方案研究

近年来,随着不断加快的城市化进程,极端天气频繁出现,感潮河段地区屡次遭受洪涝灾害和台风暴潮灾害.以珠海市唐家湾镇为研究对象,运用MIKE11模型对研究区域内河网及水工建筑物进行概化,在50年一遇暴雨与潮位组合情况下,模拟计算现状以及不同方案工况条件下主干渠道的最高水位.对比不同方案下水位的变化情况,分析各方案的防洪潮效果,结合经济效益、工程管理难易程度,运用APH层次分析法选出最佳防洪潮方案.     

感潮河段上游流量对潮位预报的影响

以长江口天生港站、徐六泾站、杨林站为例,基于大量样本建立了各站日均增水与大通流量增量之间的关系,并利用所得关系式,根据上游流量的大小,对潮汐预报模型计算的过去若干年的潮位进行校正.经过校正,3站日均潮位预报误差的绝对值≤20 cm的合格率分别由77.3%提高到92.1%,76.3%提高到88.7%,83.8%提高到89.2%.该方法也适用于其他感潮河段潮位的预报.     

闽江北支水道水文、泥沙特征分析

利用闽江口所设置5个定点连续观测站的流速、盐度、温度、浊度与悬沙资料以及同步观测的5个潮位观测站的潮位资料,分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙含量特征.研究表明,闽江口的水文特征有:涨潮历时短,退潮历时长,各潮位观测站的涨潮时刻由河口向感潮河段的上游依次推迟,落潮时刻由感潮河段的上游向河口依次推迟.温、盐分布情况受径流和潮流共同作用,径流对表层水体温度、盐度影响剧烈.在观测时间,观测区域内,温度变化范围在24.9-30.1℃,盐度变化范围在4.1-33.7.输沙量计算结果显示,在测量期间,壶江水道和熨斗水道落潮输沙量大于涨潮输沙量,河口输沙以河流输沙为主.     

嘉陵江下游千年历史洪水分析 (三峡地区资源环境生态研究)

采用历史文献法和统计分析的方法,引用历史洪水资料和实测洪水资料,分析了公元773年以来嘉陵江下游洪水的概况、洪水时间分布规律及洪水叠加组合规律。通过分析得出以下结论:1)1870年以来嘉陵江下游已确认的较大洪水共有11次,居前三位的分别是1870年、1903年、1981年的洪水;2)嘉陵江下游洪水具有明显的时间分布特征,主要发生在6～9月;3)嘉陵江下游洪水主要受涪江、嘉陵江和渠江三江的影响,三江洪水的叠加对嘉陵江下游洪灾的形成影响重大。嘉陵江下游经济发达,城镇和人口密集,加强该区域洪水研究,具有重要的现实意义,可为嘉陵江下游地区的防洪减灾提供科学依据。     

非平稳性条件下设计洪水地区组成分析

针对非平稳性条件下不同区域洪水间组合设计值计算难题，采用Copula函数构建了可综合考虑不同区域洪水边缘分布非平稳性和洪水间相依结构非平稳性的变参数Copula模型，分析了不同区域洪水间联合分布规律随时间的演变特征。基于等可靠度法和条件期望组合法，提出了变化环境下设计洪水地区组成分析方法，实现了非平稳性条件下不同区域洪水组合设计值的计算。以寸滩站和宜昌站年最大15 d洪量系列为例，分析了两站洪量及其区间洪量的变化特征。结果表明，寸滩站和宜昌站的洪量系列均具有减少趋势，两站洪量的联合分布随时间变化，指定重现期对应的宜昌站、寸滩站及寸滩—宜昌区间洪水设计值随使用年限的增加而减小。     

我国河口年最高潮位随机特性的初步分析

本文收集了我国5个河口37个长系列站的年最高潮位资料,分别采用各种不同的检验方法,综合多站的检验结果、分别与我国年极值洪水、年最大一日雨量、年平均流量和年最小流量所作的成果进行比较,对我国河口年最高潮位的随机特性作了初步分析,得出了有一定参考价值的成果.     

江西省小流域山洪因子敏感性分析与灾害风险评估

江西省山洪灾害频发,造成严重的社会经济损失和大量人口伤亡,定量表征各因子对山洪灾害的影响以及评估山洪灾害风险的空间分布,对山洪灾害的预警体系建立及重点防范区域确定具有科学参考价值。本文研究以江西省小流域为基本单元,从危险性、承灾体和易损性三个方面选取共计36项因子,利用主成分分析(principal components analysis, PCA)最终筛选出12个关键因子。基于关键因子,使用确定性系数(certainty factor, CF)、多因子叠加权重计算,结果表明：易损性因子对山洪灾害风险的相对贡献较大,危险性因子中汇流时间为1.15～2.20 h、坡度为11°～22°、年最大6 h降雨量均值小于81.02 mm时和6 h设计暴雨变差系数小于0.42,为山洪灾害风险的敏感区,承灾体因子对山洪灾害风险的相对贡献较小。江西省较大风险以上小流域占比为25.47%,其中东北部的饶河、西南部的修水、中部抚河流域和信江上游、西南部的赣江上游山洪灾害风险大,尤以景德镇、上饶市和赣州市为甚,鄱阳湖流域及西南和西北部的修水流域山洪灾害风险小。     

基于Infoworks ICM模型的典型海绵措施径流减控效果评估

为了分析海绵措施在流域尺度的雨水径流减控效果,提出适用于海绵城市系统建设的最优组合模式。基于Infoworks ICM模型构建马草河综合流域洪涝模型,结合雨水控制与利用工程设计规范,定量评估调蓄池、下凹式绿地及透水铺装海绵组合模式的蓄滞效果。研究结果表明:(a)海绵组合措施对10年一遇以下低重现期降雨径流量、洪峰流量和峰现时间的削减延迟效果较好;当降雨重现期达到10年一遇及以上时,径流量和洪峰流量削减比例不同程度地降低,洪峰流量削减和峰现时间延迟效果明显降低。(b)实施海绵措施后流域年径流量平均削减39%,各管控地块全部满足控制标准,现行雨水设计规范标准有助于支撑海绵城市试点建设。     

A 600-year flood history in the Yangtze River drainage: Comparison between a subaqueous delta and historical records

Based on grain size analysis and high-resolution elemental scanning of core YD0901, taken from the subaqueous Yangtze River delta, a 600-year flood history was reconstructed for the Yangtze River drainage system. Zr/Rb ratios were chosen as a proxy for Yangtze River floods. Zr resides mainly in the coarse-grained minerals, and Rb is found in the fine-grained minerals. When floods occur, the discharge of the Yangtze River increases, which carries more coarse-grained minerals into the East China Sea. Therefore, deposition of coarse-grained minerals significantly increases relative to fine-grained minerals on the subaqueous delta, and subsequently the Zr/Rb ratios also increase. The higher the Zr/Rb peaks, the greater number of coarse particles deposited by saltation processes. Zr/Rb peaks correlate very well with historical records for Yangtze River floods. Especially at about AD 1870, the Zr/Rb ratio reached a maximum value over the last 600 years, which is consistent with "the extreme flood event" in the upper and middle reaches of the Yangtze River in AD 1870, as indicated in the historical records. Results show that floods have occurred at a relatively high frequency over the last 600 years, which is consistent with historical records when, during the Ming-Qing Dynasty, floods occurred once every 4 years. In addition, spectral analysis of the Zr/Rb ratio showed that there is close link between the Yangtze River floods and ENSO intensity.     

The first observation of the atmospheric tides in the mesosphere and lower thermosphere over Hainan,China

Fuke (19.5°N, 109.1°E) meteor radar is the first radar of the low latitudes of China, which is used to detect the wind in the meso- sphere and lower thermosphere. In this paper, by using the wind data near three months (1 February-20 April, 2009), we first present the variation of the atmospheric diurnal tide, semidiurnal tide and mean wind in the height range 80-100 km over the low latitudes of China. The results from our analysis are summarized below. During spring months, there are quite strong tides in ...     

近3O年来宝鸡夏季旱涝分析研究

利用宝鸡30年(1971～2000年)夏季(6～8月)降水资料，采用正态化Z指数变换和谐波分析方法对宝鸡降水进行了旱涝等级划分及时间演化规律研究。结果表明：宝鸡地区不同级别平涝出现的几率存在着一定的差异，旱涝具有明显的年际、年代际、周期性以及阶段性和群发性变化特征。