可能最大降水估算研究综述

可能最大降水PMP用于推求重要水利水电工程、核电工程和滨海大城市防洪的可能最大洪水。80多年来,国内外已经对可能最大降水估算开展了大量深入的研究。本文比较系统地从统计估算法、当地暴雨放大法、暴雨移置法、概化估算法、暴雨模式法、数值模拟法和多重分形法等方面综述PMP估算方法研究应用现状。对PMP估算研究5个方面的前沿与热点问题:山区暴雨移置、短历时PMP估算、PMP估算的不确定性、气候变化对PMP估算的影响和PMP的概率等进行了阐述。最后展望了PMP估算未来的发展趋势和研究方向。

武汉区域分县可能最大降水预报研究

针对强降水过程预报,介绍了一种包含大尺度降水、不稳定能量释放、地形影响作用等因子的可能最大降水预报模型的建立方案。方案利用历史强降水过程资料和精细的地形资料,从暴雨的基本成因出发,构造了多个影响因子,分别设计了不稳定降水方程和地形影响降水方程。通过2007汛期业务试运行表明,同其它模式相比,该模型对暴雨有较强的预报能力,为防汛抗灾提供了可靠的气象决策依据,最大可能降低了暴雨洪涝灾害造成的损失。

核电厂址地区可能最大降水(PMP)计算概论

根据有关规范、规定和标准,对核电厂址地区可能最大降水(PMP)计算进行了比较系统的介绍,对核电厂址地区可能最大降水(PMP)计算的几个关键技术作了较为详细的分析论述。作者认为:必须根据翔实的时段暴雨量资料,应用多种途径的计算方法,经过合理性分析论证,可能最大降水(PMP)计算成果才能为核电厂址防洪、厂区和厂区外围排水系统及核电厂构筑物屋面排水设计提供可靠参数和计算依据。

可能最大降水:途径和方法

将国际上现行估算可能最大降水(PMP)的途径概括为水文气象途径和统计概化途径。水文气象途径估算PMP的方法,又概括为间接型和直接型两类方法;对统计概化途径,介绍了赫希费尔德(Hershfield D.M.)法。对两种途径的基本理念和每种方法的基本框架及优缺点作了简要的论述。

澜湄流域可能最大降水估算结果分析评价

简要综述国内外PMP/PMF研究进展与应用,收集澜沧江–湄公河流域现有的PMP估算结果,并给出缅甸、泰国和越南近年的研究应用实例,分析评价各种PMP/PMF估算方法的优缺点及应用局限,研究探讨基于卫星反演降水数据估算稀缺资料地区的PMP的可行性和合理性。本文给出的PMP估算结果,可为湄公河流域水利水电工程设计洪水和防洪减灾提供参考。

可能最大降水估算中气象因子放大的数值实验

本文针对可能最大降水(PMP)估算中常用的气象因子放大方法,应用五层原始方程模式对不同的风场和湿度场配置作数值实验,以检验对降水的影响程度,结果表明:湿度场扰动对降水的作用比风场扰动更为显著.

闽南沿海暴雨特征及可能最大降水估算

根据福建南部沿海气象站和水文站1961—2007年降水资料,分析其暴雨特征,应用概率论方法和水文气象法,推求福建南部沿海24 h可能最大降水。结果显示:①福建南部沿海的暴雨主要集中于春夏两季,冷暖空气交绥的锋面暴雨以及台风等热带天气系统所致的暴雨是福建南部沿海最主要的两种暴雨类型。即使同处暴雨一致区,暴雨强度及出现的区域也有一定的偶然性。②采用皮尔逊-Ⅲ型法计算不同重现期24 h的最大降水量时,如果不考虑降水的随机性,不做暴雨一致区的特大暴雨移置和特大值处理,将会影响概率论法计算结果的合理性。③暴雨模式的拟定是整个工作的基础,所选暴雨模式中地形对降水有显著的增幅作用,可认为是高效率暴雨模式,故选择水汽放大法计算,与概率论方法比较,计算结果是合理的。

基于多源降水数据估算澜湄流域可能最大降水

基于多源降水数据估算流域可能最大降水(PMP),对推求稀缺资料地区的设计和校核洪水具有重要意义。选取澜沧江-湄公河流域为研究区域,以APHRODITE降水数据集和实测降水为基准,评价CHIRPS、MSWEP和PERSIANN三套全球降水产品的精度,基于改进的统计法估算1天和3天的PMP。结果表明:(1)MSWEP产品具有较高的精度和降水探测能力;(2)栅格尺度下MSWEP与APHRODITE降水数据的PMP估算结果显著相关;(3)基于MSWEP卫星降水数据估算的湄公河流域1天和3天的PMP分别为122 mm和192 mm,与其他的PMP估算结果相近。卫星降水数据可为缺乏资料地区的PMP估算提供重要参考依据。

基于卫星降水数据的金沙江流域可能最大降水量计算方法

为探索缺资料地区可能最大降水计算方法,以金沙江巴塘水文站以上流域为研究区,依据该流域测站降水资料,对MSWEP卫星降水数据进行精度评定。选取MSWEP自1979年以来的数据,采用统计估算法计算得到该流域1、3、7、15d可能最大降水量分别为25.2、49.1、86.1、150.9mm;同时,基于该流域及邻近地区的测站资料,采用水文气象法计算得到对应历时的可能最大降水量。对比两套结果发现,相同历时下前者计算结果与后者的相对偏差均在16%以内,表明在该流域基于MSWEP数据,采用统计估算法计算可能最大降水是有效可行的。研究结果不仅为该流域的可能最大洪水计算奠定了基础,更为缺资料地区的可能最大降水计算提供了新途径。

卫星降水产品在遂川江流域可能最大降水估算中的应用

为探索估算缺资料地区可能最大降水量的新途径,以遂川江夏溪水位站以上流域为研究区域,基于CMORPH、CHIRPS、MSWEP和TRMM 3B42V7四种卫星降水产品和流域雨量站降水资料,对卫星降水数据进行了精度评估。选用精度较好的MSWEP和TRMM 3B42V7数据,采用改进的统计估算法推求流域面平均可能最大1 d降水量,所得结果分别为311.9和321.7 mm。作为参照,同时还依托较丰富的水文气象测站资料,采用水汽效率放大法求得可能最大1 d降水量为338.3 mm。比较两种途径的可能最大1 d降水量估算成果,相对偏差在8%以内,表明在缺资料的情况下,基于卫星降水产品估算可能最大降水量有着良好的应用前景。

基于改进的统计估算法与暴雨移置法的香港地区4h可能最大降水估算

基于香港地区74站、台湾地区66站和深圳站的雨量资料及4个典型台风暴雨发生期间逐时雨量资料,首先利用改进的统计估算法估算其4h可能最大降水,然后采用分时段地形增强因子法对4个台风暴雨进行分割,去除地形雨分量,最后将概化的辐合雨分量移置到香港地区,与其4h地形增强因子相结合,估算出香港地区4h可能最大降水。结果表明,改进的统计估算法和暴雨移置法估算得到香港地区4h可能最大降水分别为558.5、516.7mm,均高于香港地区4h暴雨纪录。经分析比较,估算结果均比较合理、可靠。

贵阳市区强降水成因分析及可能最大降水估算

对贵阳市区强降水的特征和成因进行了详细分析,在此基础上应用当地典型暴雨水汽效率放大法推求计算贵阳12、3、d的最大可能降水量。为分析贵阳可能最大降水的合理性,还采用极值分布法推算贵阳最大1 d降水量的重现期,并与典型暴雨水汽效率放大法的结果进行比较。由计算结果可以看出,典型暴雨水汽效率放大法的结果比极值分布法的结果要偏大,采用此方法对城市防涝工程的设计更安全。

可能最大降水方法的进展

可能最大降雨方法,在我国得到广泛应用,同时也得到不断地改进,积累了不少经验,也发现了一些问题。对此系统地叙述了国内外近十年来可能最大降水的概念、估算方法、成果评价等方面的新进展,将我国可能最大降水的概念和方法与国外的进行了比较。由于无法知道PMP的真值,因此对它作出评价没有统一的具体模式,其可靠性主要采用资料的可靠性和计算过程的科学性进行检验;其安全性则采用比较法,与本流域及邻近地区实测或历史大暴雨进行比较,还可与世界最大纪录进行比较,用评分的方法作出评价,是行之有效的。因此得出衡量PMP成果的最重要的因素是暴雨样本的多少以及样本中含有特大暴雨,这是其安全可靠的实质。

乌鲁木齐夏半年降水演变及可能最大降水估算

对乌鲁木齐4—9月夏半年大雨以上降水各年代际降水量和降水日数统计分析表明:除20世纪60年代外,乌鲁木齐4—9月各年代大雨以上降水占总降水量的40%以上。大雨以上降水量和降水日数都呈增加趋势,2000年以后大雨以上降水量和暴雨次数都达到最大值。在此基础上,采用水文气象学的原理和方法对当地暴雨进行水汽效率放大和水汽输送率放大,推求乌鲁木齐1、2、3d的可能最大降水量,对比两种放大方法,采用水汽效率放大,1d可能最大降水为102mm。并用极值分布法推求乌鲁木齐最大日降水量重现期。为防汛抗灾提供了可靠的气象决策依据,最大可能降低了暴雨洪涝灾害造成的损失。

美国推求可能最大降水的暴雨时—面—深概化法在我国西南地区的应用研究

选取受同纬度带大气环流影响 ,天气系统发展产生降水所涉及的金沙江、雅砻江、大渡河、岷江、涪江、嘉陵江流域 ,研究美国推求可能最大降水的时—面—深概化法在我国西南地区的应用。研究以雅砻江为设计流域。成果已用于二滩水电站的设计洪水复核和官地水电站的设计洪水计算 。

澳大利亚热带地区估算可能最大降水的新方法

对澳大利亚受热带风暴影响地区的可能最大降水估算方法进行了修改。20世纪70年代基于有限资料提出的方法已经过时,需要更新。对气象局全部降雨记录资料的最大降雨事件进行了客观的评价、分析和修改,以便将暴雨移置到更大的地区。依据当地的地形、水汽和位置进行了修改。一旦暴雨资料被移置到某个位置,就可以对这些资料进行有益的比较,并对可能降雨的上限进行估算。结合某一特定流域的有关信息,可用此估计值估算该位置的可能最大降水。

长江流域可能最大降水的时空变化特征

基于长江流域188个气象站1963—2018年的日降水观测数据,采用改进的Mann-Kendall(MMK)方法检验流域内各站点年最大日降水量(AMDP)的变化趋势,利用改进的Hershfield法估算所有站点的可能最大降水(PMP)并分析其时空变化特征,以揭示气候变化对PMP产生的影响。结果表明:1963—1992年和1989—2018年流域内大多数站点的AMDP呈非显著变化趋势,用于估算这2个时期的PMP具有一定的合理性;2个时期的AMDP均值及其标准差均呈现西北低东南高的空间格局,且与1963—1992年相比,流域内1989—2018年大多数站点的AMDP均值及其标准差呈增加趋势;2个时期的PMP均呈东高西低的空间分布特征,且1989—2018年流域的PMP较1963—1992年平均增加约28.28%,其中79.79%站点的PMP呈增加趋势,增加趋势显著的站点主要分布在川西高原、南阳盆地和长江以南地区。

望谟暴雨气候分析及可能最大降水量估算

对望谟近50年强降水的气候特征进行了分析,并与国内外降水极值进行比较。在此基础上应用当地典型暴雨估算望谟24小时的最大可能降水量,计算了望谟区域1小时6小时及24小时最大降水量的重现期。

何以引起人们对可能最大降水的关注？

通过对英格兰西南部可能最大降水(PMP)的研究，已经使人们对谊地区以及不列颠群岛PMP值偏小的问题引起了关注。威尔士南部地区已经记录到特大暴雨，且记录到的最大降雨事件的量级持续增大。因此，对国内一些重要大坝未来的防洪安全，人们不得不对这一问题提出解决方法。

可能最大洪水和可能最大降水设计洪水的风险

澳大利亚大坝委员会 (ANCOLD)和澳大利亚工程师学会 (IEAust)最近出版的洪水指南包括了估算可能最大洪水 (PMF)和可能最大降水设计洪水 (PMPDF)方面的规定。分析了这两种洪水演算的理论依据 ,讨论了如何用它们来描述与大坝溢洪道有关的水文风险。并说明用两种方法得到的洪水估计值之间的差别。