变化环境下湖南省极值降雨频率时空分布研究

以变化环境为背景,为获得可靠的极值降雨频率计算结果,以湖南省1961~2019年22个降雨站点的年最大日降雨量序列为例,从时空尺度出发进行极值降雨频率分析。采用Hurst系数法对降雨序列进行诊断,识别出非平稳序列,通过小波分解与重构建立还原和还现模型,并分别计算不同模型下的设计降雨量,最后通过GIS空间分析来获得降雨量的空间分布规律。结果表明:由变异序列的站点分布情况可知,湖南省中北部地区对变化环境的响应较为明显;同一重现期下,湖南省年最大日降雨量现状相比于过去是增加的,设计降雨量受变化环境影响普遍增大,设计风险增加。

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。