逐时降雨概率密度的适用函数与理论密度函数

暴雨强度公式在水文、气象、工程设计等各领域都是非常关注的问题,而常用降雨概率分布函数的适用性欠缺,理论分布函数一直处于争鸣之中。从逐时降雨概率密度函数的适用性分析入手,有利于发现普适且恰当的理论密度函数。本文从我国暴雨洪涝灾害易发区中沿30°N选取4个经纬度长方形区域(雅安附近、鄂西南、江汉平原南部、杭州湾西),并在其南、北各选一对比分区(海南岛、郑州),对6个分区内降雨资料直接采用全样本,统计逐时降雨的三类概率密度经验函数,对照这些函数的特性,从理论上分析了众多分布函数的适用性,筛选适用函数并进行拟合试验,优选出理论密度函数。研究结果表明:三参广义伽玛函数拟合误差最小,而两参广义正态函数更恰当、被首推为理论密度函数;拟合参数寻优时的目标函数综合了乘性与加性误差模型,能使拟合曲线兼顾头尾;本研究有别于极值降雨概率分布中仅采用极少部分样本的方法,采用降雨概率密度方法替代传统的年极值法,使重现期计算更准确有效,能提高暴雨强度公式的科学性,拟合的高精度与函数的普适性有望解决降雨概率分布模型统一的问题。

逐时降雨的类条件概率密度分区比较与拟合函数初探

选取六个经纬度长方形区域(在30°N线上四个:雅安附近、鄂西南、江汉平原南部、杭州湾西;南选海南岛、北选郑州附近),把逐时降雨资料细分四十二个等级分别统计三类“类条件概率密度”,并给出了细致的曲线图及形式简单的经验拟合函数。结果显示三类类条件概率密度曲线均是单调凸减函数、在双对数图上曲线均是单调凹减函数,用三参数幂函数的指数函数作为经验拟合函数,能得到好的拟合效果,对所选区与密度函数普适。通过分区比较揭示了雅安“多且强”与海南岛“少而大”的特有降雨结构特征:雅安降雨频次多,第一、二类类条件概率密度在曲线头和尾部比其他分区大,极端短时强降雨多发;海南岛由于强降雨段第一、二类类条件概率密度比其他分区大,纵然其有降雨频率偏低、孤立性小时降雨占比多、逐时连续降雨历时短、第三类类条件概率密度递减快偏态性强等诸多不利因素,但仍致年均降雨量偏大。另外通过比较位置临近的鄂西南山地与江汉平原南部两个分区,探讨了非特殊地形结构下的鄂西南山地对降雨结构的影响,结果表明山地导致降雨频率增加主要是弱降雨的增加,强降雨频率反倒有所减少,山地摩擦阻力对强降水的发生总体上是不利因素,与雅安这类特殊的地形影响迥异。

基于WRF的郑州市暴雨中心最大时降雨过程模拟分析

为探究WRF模式对郑州市暴雨中心雨量最大时降雨过程的模拟能力,选用该模式常用的5种微物理过程方案,模拟郑州市2011-2018年发生的14场短时暴雨,结合时空分布、雨型、雨峰和降雨集中度等降雨特征进行分析。结果表明:WRF模式可以模拟出对应场次的降雨,但雨区位置有所偏移;60%以上场次降雨过程时间偏差在180 min内;模式对累积雨量模拟较好,模拟的降雨过程与实际过程相关性较高,但对过程雨量的模拟有所欠缺;采用模糊识别法分析雨型发现,WRF模式对郑州市单峰雨型模拟较好,对均匀类雨型模拟较差;WRF模式对单峰类雨型模拟时,其雨峰偏差基本控制在±30%内;13场降雨模拟结果的降雨集中度与实测结果基本相同。WRF模式总体模拟结果较为理想,可为郑州市短时暴雨研究提供数值方法的支撑。

建筑能耗分析用逐时降雨模型(1):降雨判断

通过分析降雨日与非降雨日气象参数的差异,应用判断分析方法,由实测气象数据建立日降雨判断方程和逐时降雨判断方程,用得到的方程对模拟气象数据按月先进行日降雨判断再对降雨日进行降雨时刻判断,为降水量的分配确定了时间对象。

基于逐时降雨数据的长汀县降雨侵蚀力估算

基于长汀县最优降雨侵蚀力算法∑EI_(60),利用河田站降雨过程数据得到的R_(最优)(∑EI_(60))与该数据经过逐时分割得到的R_(逐时)(∑E_(60)P_(60))进行线性拟合,线性拟合的决定系数达到0.909;再将该拟合方程应用于逐时网格降雨融合数据中,估算县域降雨侵蚀力的空间分布.与常规的简易模型和逐月降雨量进行插值的方法相比,获得精度更高、更加符合实际情况的区域降雨侵蚀力分布,为该地区水土流失监测提供科学依据.

降雨强度对边坡稳定性影响的数值模拟研究

影响边坡稳定性的因素很多,利用数值模拟分析方法研究了降雨历时、降雨强度对边坡稳定性的影响。模拟结果表明,在相同坡角、相同降雨时间时,降雨强度越大,安全系数下降越快,土中孔隙水压力变化越快,土体位移变化越大,边坡稳定性降低越快;降雨强度大的边坡滑动要先于降雨强度小的边坡,降雨强度越大土体越先达到稳定状态,降雨强度大的边坡的入渗深度总是大于降雨强度小的边坡的入渗深度,降雨强度大的边坡安全系数始终低于降雨强度小的边坡的安全系数。

降雨及地下水位对三峡库区非饱和土边坡稳定性的影响

选取三峡库区内的某处非饱和土边坡进行研究,分别在初始地下水位、降雨强度以及降雨持时不同的工况条件下分析边坡的稳定性能。研究结果表明:降雨强度是对边坡稳定性产生重要不利影响的因素之一,但不是决定性的因素;处于雨季的边坡稳定性能还要受到前期降雨持时和初始地下水位的控制。另外,在整个长持时降雨周期内,用于评判边坡稳定性能的安全系数值并不是单调变化的,而是先较快减少后逐渐趋于常数值。因此,可将对应于最低安全系数值的降雨持时称为临界降雨持时。

礼县烂山滑坡特征及地震-降雨耦合作用下稳定性分析

在对礼县烂山滑坡进行工程地质调查的基础上,结合区域环境研究滑坡的主要特征和稳定性影响因素,得出其高陡的地形、不稳定的岩土体、已有的变形破坏以及研究区的降雨、地震和人类活动等因素造成该滑坡的发展趋势为稳定性差,危险性大。结合Geostudio软件对烂山滑坡分别处于天然、降雨、地震、地震降雨耦合四种状态下的14种工况进行数值模拟,定量分析了降雨强度、降雨持时、地震动时程三个参数对烂山滑坡非饱和土渗流、地震动力响应以及稳定性的影响,结果表明地震与降雨耦合作用对滑坡的稳定性有累计折减效应,地震对烂山滑坡的稳定性起控制性作用,降雨起到促进作用使得滑坡更容易发生。

降雨作用下近水平红层公路高边坡渗流场特征研究

针对近水平红层公路边坡因降雨渗流作用导致边坡内部失去平衡而发生变形破坏的情况,以实际工程为依托,通过现场调查及室内抗剪试验,并结合Seep/W模块建立此类边坡等效介质连续模型;基于饱和-非饱和渗流理论及等效渗透系数法,探寻红层边坡在不同降雨强度及降雨持时下的孔隙水压力变化、地下水浸润线的动态变化以及暂态饱和区的演化规律,分析边坡在降雨作用下坡体内部渗流场变化特征及瞬态稳定性。

降雨要素对土质边坡稳定性的影响分析

基于饱和-非饱和渗流理论与非饱和土的抗剪强度理论,研究了降雨强度、降雨历时等降雨要素对土质边坡安全系数的影响规律,并且重点对短时强降雨、长时弱降雨2种降雨形式进行了对比分析.结果表明:在饱和渗透系数一定的情况下,安全系数随着降雨强度、降雨历时的增加而不断减小,但在降雨结束后,安全系数又随时间的增长开始增大;短时强降雨下边坡上部土体更容易达到饱和,而长时弱降雨对边坡土体的影响更大,两者的稳定性都大大降低,但长时弱降雨下的滑坡危害程度更大.

降雨温湿环境下的岩石吸水特征试验研究

岩石的吸水特征与其温湿环境密切相关,以岩石为主要材料的降雨型岩质边坡总是处于一定的温湿环境中。采用自主研发的软岩气态水吸附智能测试系统,通过模拟降雨温湿环境研究岩性、降雨延时、温度三个因素与岩石吸水特性之间的关系,得出了岩性组分不同的降雨型岩质边坡的水力响应特征。研究结果表明:降雨温湿环境(温度20℃、相对湿度100%)下的干燥砾岩吸水量最大,细砂岩和粗砂岩次之,绿帘角闪岩最小;砾岩具有较强的雨水下渗能力;细砂岩和粗砂岩在吸水量达到峰值后吸水曲线斜率出现负值,表明由"吸水"向"积水"转变;绿帘角闪岩很快出现"凝露"现象,下渗能力非常弱。该研究成果揭示了由砾岩为主要组分的岩质边坡具有较强的雨水下渗能力,强降雨时以渗流和地下径流作用为主,有必要考虑渗流和径流二者的耦合作用;由绿帘角闪岩为主要组分的岩质边坡,具有较强的排水能力,强降雨时以地表径流和地下径流作用为主,需重点考虑地下水渗透力作用。

降雨类型对边坡稳定性的影响分析

文章基于饱和-非饱和渗流理论和降雨入渗原理,利用有限元软件ABAQUS模拟分析了不同降雨类型下的边坡稳定性。短时强降雨导致边坡上部土体发生短暂的饱和,形成暂态饱和区甚至导致地表径流。长时弱降雨情况下雨水能够渗入到土体深部位置,补给地下水。短时强降雨情况下边坡安全系数降低的程度更大,但是长时弱降雨情况下的滑坡危害程度更大。

强降雨条件下贮灰坝稳定性模拟研究

贮灰坝是火电厂的重要构筑物,主要以筑坝的方式贮放粉煤灰渣。粉煤灰渣具有较好的渗透性,因此在贮灰坝建设和运行中水是贮灰坝最大的安全隐患。文章主要模拟强降雨条件下贮灰坝的稳定性,研究了降雨持时对贮灰坝稳定性的影响。

降雨入渗对非饱和土路基的影响分析

为研究降雨入渗对非饱和土路基的影响,以某高速公路路基工程断面为算例,采用有限元软件Geodtudio中Seep/W模块建立路基二维渗透模型,针对路基压实不足情况下的非饱和土路基影响进行数值分析.结果表明:非饱和土路基的路面沉降与孔压降均随着降雨强度增大逐渐增大;降雨强度较小时,路基压实不足对路面沉降与孔压影响并不明显;随着降雨持时的增长,不同降雨强度下的孔压均逐渐增大,且降雨强度越大孔压增幅越为明显.

改善果园生态环境 充分发挥盖草优势

果园盖草具有明显的生态优势和增产效应。其主要优点如下: 一是能保墒 果园新叶展开之前,或是幼林果园,果树林间土地多裸露在外,蒸发量大。降雨时节,雨水也易流失。行间盖草后,既可减少雨水流失,

江苏省图书馆系统开展防洪抗灾斗争

今年5月上旬以来,我省遭受特大洪涝灾害,降雨时间之长、雨量之大,受灾之重均为百年罕见,我省苏州、无锡、常州、镇江、南京、扬州、盐城、南通、淮阴九个地区受灾。这场洪涝给我省公共图书馆带来了巨大损失,据初步了解,部分县(区)

会“吐”鱼的泉

春雷吐鱼泉广西全州县刘家村东北一石山下,有一奇泉,每逢春雷,便有成群的南风鱼出洞游向江河、池塘产卵,繁殖后代。到了芒种夏至,大小鱼便游回洞避暑过冬。春夏降雨吐鱼泉在四川省石柱县鱼泉树,有一泉洞,每遇春夏降雨时,洞水即涨,随之浑浊,并涌出许多鱼。

雨衰对卫星电视传输的影响和解决方案

卫星传输是广播电视的一种行之有效的传输覆盖手段。它投资省,见效快,覆盖面广,接收不受地理位置限制。为我国广播电视解决覆盖问题作出重要贡献。

两次雷暴过程的地闪及回波特征

利用闪电定位系统、多普勒天气雷达、探空和降雨量资料,对南通地区2009年两次雷暴过程的地闪、降雨量和雷达特征进行了详细分析。结果表明:闪电主要集中在较强回波区域,40dBz及以上回波区域地闪尤为密集,但也有部分地闪尤其是正闪,发生在强回波边缘或回波弱的地方;40dBz回波高度突破-10℃温度层结高度的时间提前于第1次地闪,与地闪频数的变化一致性高;雷暴云发展过程中40dBz及以上雷达回波面积和地闪频数跳变较为一致,但出现连续降水时回波面积虽大,地闪频数反而减少;逐时降雨量和观测站周围20km范围内的地闪频数与时均40dBz及以上回波面积的相关性非常好。

金沙江下游遥测雨量站数据质量研究

随着水文自动测报技术的发展,越来越多的自记雨量站投入使用,而研究自记雨量站的数据质量对水利工程的运行具有重要意义。采用格拉布斯准则和K-medoids聚类方法对金沙江下游流域收集的2008～2015年遥测雨量站逐时降雨数据系列进行数据质量分析研究。结果显示,该方法在年累积雨量异常值的确定以及逐时降雨数据奇异点的寻找方面效果显著,能快速判别异常值和奇异点,且有统计学理论基础。所提出的方法为颗粒度越来越细的水文数据质量分析提供了一定参考依据。