甘肃雨养农业区降雨概率特征研究

利用甘肃雨养农业区 19个代表站点的 4 0a降雨量资料 ,结合weibull、gringorfen等概率统计分析的方法 ,对这一地区的降雨概率特征进行了研究 ,结果表明 ,甘肃雨养农业区各站年降雨量与其概率对数相关显著 ,可以利用所得关系式计算任一概率下的降雨量 ;各站年降雨量服从正态分布 ,也可用正态法求算任一概率下的降雨量 ;甘肃雨养农业区年平均有效降雨量理论上可以满足小麦生育期的作物需水量。

基于贝叶斯模式平均的东江流域降雨概率预报

为验证贝叶斯模式平均(BMA)在东江流域的适用性,基于TIGGE多模式集合预报资料对东江流域不同预报时段(1、3、5及10日)以及不同地域(上、中及下游)应用BMA,得到的主要结论为:1)BMA的预报能力在时空上都较为稳定,预报效果较好;2)在各预报时段中BMA极大提高了预报的精度,其中预报时段越短,误差减少的幅度越大;3)当95%分位数已超过警戒的雨量时,应做好相关的预警和预防工作,但BMA也会出现误报和虚报的情况,需要进行权衡和风险的评估,同时这也是需进一步研究和完善的地方;4)结合其他国内外的研究来看,BMA对天气要素预报的订正作用可能具有普适性,值得推广使用。

降雨型滑坡失稳概率计算方法

为了解决滑坡风险评价中的滑坡失稳概率计算问题,利用前人在降雨阈值的研究成果,结合气象学中降雨概率分布理论,以云南省盐津县庙坝滑坡为例进行计算,建立降雨型滑坡失稳概率计算模型。结果表明,盐津县降雨型滑坡的降雨阈值类型为累积降雨量-历时关系阈值,即为单日降雨阈值,降雨阈值为29.7 mm;盐津县在当日降雨量达到或超过阈值水平时可能诱发滑坡,对滑坡影响的滞后天数最大为5天;庙坝滑坡在8月20—25日6天内单日降雨达到或超过29.7 mm的降雨概率为46.49%;庙坝滑坡在8月25日因前5天或当天单日降雨量超过29.7 mm而失稳的概率为0.2853%。

降雨空间概率模型及产流计算

降雨空间分布的不均匀性,必然对由降雨为源头的水量计算产生影响。引入随机变量的概率分布模型,由此结合水文中产流模型,引进相应地计算方法,以减少传统概念性模型计算产生的误差。

缺资料地区日降雨空间插值方法研究

针对常用空间插值方法对站点稀疏情况下日降雨插值精度不高的问题,在一种客观插值方法的基础上,考虑了降雨概率及站点空间方位关系对日降雨插值结果的影响,使其能够应用到缺资料地区的日降雨空间插值上来。利用贵州省羊昌河流域1995-2006年共11年(无2002年资料)的实测日降雨资料进行应用和验证,并与反距离权重法进行比较。结果表明,该方法能够满足站点稀疏情况下日降雨空间插值的要求;与反距离加权法相比,该方法具有较高的精度,明显降低了距离插值算法中的"牛眼"现象,并能较好地反映不合理结果。

应用特性系数法求算泰安地区不同重现期短时降雨强度

为向城市规划、工程设计部门提供不同重现期概率短时可能最大降雨强度资料，本文引用国外一种特性系数法求算出泰安地区各县（市）城区二百年一遇、百年一遇……的短时（１０、３０、６０分钟等）最大降雨强度。计算结果表明，泰安市内６０分钟可能最大降雨强度，五十年一遇为９７．６ｍｍ／ｈ，百年一遇为１１０．２ｍｍ／ｈ，二百年一遇为１２３．２ｍｍ／ｈ．同时，也给出了其他县（市）不同重现期不同时段的最大降雨强度。此计算将为工程设计提供科学依据。

中小流域洪峰流量发生的概率研究

对于面积小于30 km2小流域的进行洪水设计,多采取借用资料,采取同频率放大或缩小,再进行相关计算。2007年日本学者中谷洋明提出了中小流域洪峰流量发生概率的研究方法,利用降雨概率同样实现设计洪水的设计。测试结果对观测地点单独进行最适宜分布比较,稍大,与平均标准差比变小。q0.99的90%可信区间幅度的评价,约缩小26%区间幅度。具有10 a以上的流量观测资料,100 km2以下尺度中小流域的洪水流量概率的测定精度明显提高。观测地点的流域特征和偏态系数Gi的统计关系明显。但对中小流域的洪水流量,降雨等,决不是数十年短期的观测能捕捉到的。若要提高测试精度,必须依据流域的特征设计规划研究,天然水库决堤与历史上的洪水进行比较验证。相信,此项研究方法对我国有关小流域洪水设计,有借鉴意义。

基于贝叶斯方法的降雨诱发滑坡概率型预警模型研究

为提高区域降雨型滑坡的预警精度,以陕南秦巴山区为例,首先通过人工神经网络(ANN)和逻辑回归模型(LR)进行滑坡易发性建模,使用滑坡发生频率比(FR)对易发性模型进行检验和校准,用来表达滑坡发生的空间概率;其次在敏感性分析的基础上选取最优的降雨变量组合和衰减系数,在二维贝叶斯公式的基础上构建概率型降雨阈值模型,用以计算滑坡发生的时间概率,并使用2016~2020年的降雨数据进行验证;之后在贝叶斯公式的基础上对滑坡发生的时空概率进行耦合,构建研究区降雨型滑坡的概率型预警模型(PLEWM),并对2016~2020年的雨季(7~9月份)逐日进行模拟预警;最后分别从预警效果和成本效益角度出发,使用预警成本投入、滑坡造成的损失、预警成功率、漏报率、误报率等指标对预警模型的性能进行评估。结果表明:(1)研究区构建降雨阈值模型最优的变量组合为有效降雨量–持时(EE-D),最优的衰减系数为0.816;(2)概率型阈值模型预测2016~2020年发生致灾降雨213.71起,实际发生201起,累积误差为10.07%,各概率区间内的预测值与实际发生数量沿着斜率为1的对角线分布;(3)模拟预警结果显示,PLEWM模型的成本投入和滑坡造成的损失分别为传统启发式预警模型的62.86%和63.48%;预警成功率、漏报率和误报率分别为63.99%,34.71%和1.3%,均优于启发式预警模型;而在长持时高强度降雨条件下,PLEWM的预警成功率显著高于传统预警模型。

黄河下游水量调度风险分析

从来水和用水不确定性角度分析黄河下游水量调度风险 .对来水采用典型解集方法生成来水系列 ,对用水根据降雨概率分布生成用水系列 ,利用随机模拟技术建立了水量调度风险分析模型 ,给出风险的定量描述 ,从而使水量调度决策更加符合实际 .

利用FY-2C双光谱图像反演白天像素级逐时雨强

基于中国静止气象卫星FY-2C的多光谱数据,研究了由热红外亮温和可见光反照率拟合反演白天地面像素级逐时雨强分布的方法。利用降雨概率判识矩阵区分了降雨云和非降雨云,技术得分为0.507 3,比简单利用阈值划分方法显著提高了雨区判识精度。对逐时降水率的分析,允许误差为±20%内,正确率为52.19%。对降水等级的分析,经1 200多个实测有雨样本的检验,其对小雨、中雨、大雨和暴雨的实测命中率达62.79%。若将降水率小于0.5 mm/h的微雨这种临界状态作无雨处理,则有雨样本的降水强度判识准确率达到88.17%。

基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法

针对降雨预报不确定性带来的汛期预泄风险问题,提出基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法。利用CFS历史预报数据,建立不同预见期特定预报降雨条件下的实际降雨和入库流量的概率分布,计算不同库水位和发电决策组合下的弃水风险率。在常规调度的基础上,根据CFS降雨预报信息,以弃水风险率为决策依据,以优化的弃水风险率阈值为预泄幅度的定量指标进行调度。实例研究表明,该方法简便易行,充分利用了降雨预报信息,在汛期可提供定量化预泄决策,兼顾了效益与风险,达到了减小弃水的同时增大发电量的目的。

降雨型滑坡时间概率的逻辑回归拟合及连续概率滑坡危险性建模

提高降雨型滑坡危险性预警精度和空间辨识度具有重要意义.以江西宁都县1980—2001年156个降雨型滑坡为例,首先基于传统的EE-D(early effective rainfall-rainfall duration)阈值法计算不同降雨诱发滑坡的时间概率级别;然后以各级别临界降雨阈值曲线对应的时间概率为因变量,并以对应的前期有效降雨量(early effective rainfall,EE)和降雨历时(D)为自变量,采用逻辑回归拟合出上述因变量与自变量之间的非线性关系,得到降雨诱发滑坡的连续概率值;之后对比C5.0决策树和多层感知器的滑坡易发性预测性能;最后利用降雨诱发滑坡的连续概率值与易发性图相耦合以实现连续概率滑坡危险性预警.结果显示:(1)宁都降雨型滑坡连续概率值的逻辑回归方程为1/P=1+e^(4.062+0.7474×D-0.07944×EE),其拟合优度为0.983;(2)2002—2003年的20处用于连续概率阈值测试的降雨型滑坡大都落在连续概率值大于0.7的区域,只有4处落在小于0.7的区域;(3)C5.0决策树预测滑坡易发性的精度显著高于多层感知器;(4)近5年的4次降雨型滑坡的连续概率危险性值都在0.8以上,且高和极高预警区的面积较传统滑坡危险性分区更小.可见连续概率滑坡危险性预警法相较于传统危险性分区法具有更高的预警精度和空间辨识度,且通过叠加滑坡易发性图及其临界降雨阈值可开展实时滑坡危险性预警制图.

基于数值降雨预报信息的梯级水库群发电优化调度

在水库群发电调度中，考虑预报信息的联合调度是提高水库群发电效益和稳定性的有效途径。然而降雨预报信息的不确定性将直接影响发电调度的效益。为此，本文首先将降雨量进行分级，给出各降雨量等级的实际降雨概率分布；然后将蓄水库容与径流相融合，并基于参数一模拟一优化模型（PSO）建立PSO-Hedging Rule Curves（PSO-HRCs）调度图。在此基础上，根据实时预报降雨信息，获得各频率条件下的降雨量、径流量和调度决策，同时评估各频率调度决策的弃水和蓄水风险和损失。本文以浑江梯级水库群为例，采用美国全球预报系统（GFS）发布的降雨信息开展研究，结果表明在实例水库采用70％～85％概率对应的调度决策具有较高的效益和稳定性。