水汽风速放大计算可能最大暴雨方法

我国可能最大暴雨(PMP)计算中,通常采用两种放大方法,即水汽效率放大和水汽风速放大,但一般认为水汽风速放大成果不稳定,结果往往偏大,所以通常只作参考,最后基本上都选取水汽效率的放大结果作为最终的设计成果。借鉴港口工程设计中"风玫瑰图"概念,对传统水汽风速放大方法进行改进,即先根据研究区域常风向对实测风速资料进行风向分组,对每组风向的典型暴雨进行放大,再从中选取最大值作为水汽风速的放大成果,为PMP计算提供了一种新的思路。以湖北省咸宁核电厂为例进行了应用研究,并与水汽效率放大方法和传统水汽风速放大方法结果进行了比较,提供了更为合理的分析成果。

暴雨水汽和效率放大问题

在水文气象学中,推求可能最大降水是一个十分困难的问题。国内外常用的方法有水汽和效率放大法。但是,应该放大到什么程度才符合我国的实际情况,才能为水库设计提供比较可靠的数据,是有待进一步研究的问题。本文应用1953～1975年的气象和水文资料,在全国范围内选择了100次大暴雨,计算了可降水和降水效率,从而为暴雨水汽和效率放大提供了较为坚实的资料基础。

基于水汽通量放大法的可能最大暴雨估算改进方法

我国可能最大暴雨(PMP)估算方法以暴雨成因分析法使用最为普遍,传统的水汽通量放大法受风速日变化差异大影响,估算得到的PMP明显偏大。对此,采用"风向玫瑰图"改进传统水汽通量放大法,根据研究区域稳定风场情况对实测资料进行分组,确定暴雨水汽的主要入流方向和相应水汽通量值,并应用水汽通量放大倍比对实测典型暴雨进行放大推求可能最大暴雨(PMP)。以东南沿海某核电厂为例进行应用研究,并与其他方法计算结果对比,验证了所提方法的合理性。

当地暴雨放大法水汽效率放大的研究与应用

水汽效率放大法广泛应用于我国一级大型土石坝水电工程和核工程的短历时可能最大暴雨计算。为了研究该方法的基本原理并更好地适用于实际工程,对该方法涉及各参数的物理含义进行了详细阐述,对极大化参数的选取和合理性分析进行了说明,并应用于金沙江流域1d PMP计算。结果表明:水汽效率放大法对降水的两个基本物理因子(水汽因子和动力因子)同时进行了放大,一般可采用该方法推求的成果作为推荐成果;推求可降水量时代表性露点的选择应在时间和地区上具有代表性;该方法中暴雨效率间接反应了设计流域空气辐合上升运动的情况,是目前动力因子中最容易计算且精度较高的方法;该方法推求的PMP成果与选取的典型暴雨量无关,只与设计流域最大可降水量、可能最大暴雨效率和降水时段有关。

当地暴雨放大法在香港地区可能最大降水估算中的应用

为给香港地区防洪建设提供科学依据,基于112个气象站1984~2010年共27年的降水资料,采用当地暴雨放大法对可能最大降水进行计算,并将估算结果与频率分析结果、世界点暴雨记录进行比较,验证了该方法的可行性及本次估算结果的可靠性。结果表明,当地暴雨放大法得到的香港地区的可能最大降水是合理的,可为香港地区防汛抗灾提供参考。

推求可能最大暴雨放大方法的研究

利用水文气象学的原理和方法,求出可能最大暴雨PMP和可能最大洪水PMF,是推求高风险水库工程和其它重要工程(如核电站)设计洪水的必要途径之一。PMP的推求是通过对所选的典型暴雨进行水汽放大、水汽效率放大、水汽风速放大以及水汽输送率放大。当所选的典型暴雨是高效暴雨时可以用水汽放大,如果是非高效暴雨则用水汽效率放大。此外在水文气象资料不足的地区,如果代表层的风速比较稳定还可以用水汽风速放大和水汽输送率放大。

山东省某滨海核电厂可能最大降雨分析计算

可能最大降雨(Probable Maximum Precipitation,PMP)是评价核电厂防洪安全和排水系统设计的重要参数。在分析山东省某滨海核电厂厂址区域暴雨特性和天气成因的基础上,采用当地暴雨放大方法(水汽放大法和水汽效率放大法)和暴雨移置放大法推求出厂址24 h PMP。通过计算方案的合理性检查,对比山东省可能最大24 h点降雨量等值线图和其他核电厂工程24 h PMP成果,经综合分析确定该厂址24 h PMP为1100.0 mm,研究成果可为全国类似流域的PMP研究提供参考和借鉴。

当地暴雨放大法推求可能最大暴雨的研究与应用

当地暴雨放大法是推求可能最大暴雨的重要方法,适用于设计流域有特大暴雨资料的情况。本文以林芝地区为例,分析了林芝地区形成暴雨的环流形势、天气系统、水汽通道,采用水汽放大法、水汽效率放大法、水汽风速联合放大法及水汽输送率放大法对林芝气象站1日可能最大暴雨进行计算,并经综合分析选定计算成果,对计算过程中的注意事项进行了归纳和总结。

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。

黄河源区可能最大洪水研究

以唐乃亥水文站所控制的黄河源区为研究对象,根据暴雨的物理成因,通过相似过程代换法得到组合暴雨过程,将组合暴雨过程极大化后推求流域可能最大降水过程。在分离出基流和融雪径流后,将黄河源区划分为9个计算单元,各单元采用初损后损法进行产流计算、单位线法进行汇流计算、马斯京根法进行河道洪水演算,建立模拟雨雪混合补给型洪水的水文模型。以流域可能最大降水过程、可能最大融雪流量过程作为模型输入,得到唐乃亥水文站的可能最大洪水。

一种基于WRF模式的可能最大暴雨估算新方法

数值天气模式能通过大气物理方程概化气象因子与暴雨关系,基于此模式的暴雨因子放大法已成为估算可能最大暴雨(PMP)的重要途径。考虑到风速在地形作用下能够影响水汽垂直运动,进而与水汽辐合共同影响降雨,增加风速作为放大因子,提出了基于WRF模式的水汽风速放大法估算PMP,即通过大量敏感性试验,研究水汽、风速放大的垂直层数、水平范围、倍比,诊断水汽、风速因子与PMP的正相关性,同时通过因子组合放大确定能产生最大降雨的最恶劣暴雨情景。将其应用于湖北咸宁核电厂暴雨预测中,与基于线性假定的传统水汽风速放大法相比,该法从因子放大后暴雨特征的同向增强效应角度确定最不利暴雨,更为科学合理。

流域可能最大暴雨(PMP)推求实例分析

阐述了可能最大暴雨(PMP)的影响因子及推求方法,并以嘉陵江上游石河厂址为例采用水汽效率、水汽风速及水汽风速联合放大3种方法推求可能最大暴雨(PMP),从中分析出较为合理的值,对当地及水文气候特征类似的流域具有借鉴意义。

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。

河北南部某核电工程可能最大暴雨(PMP)研究

在充分分析河北暴雨特性和天气情势的基础上,采用当地暴雨放大(水汽效率放大、水汽风速放大)及移置暴雨放大等方法推求PMP,通过对各种方法的对比分析和合理性检查,最终确定核电厂PMP,对河北南部类似流域的PMP研究具有借鉴意义。