基于短时序降雨数据的区域设计降雨估计

为克服传统设计降雨方法对降雨要求高且忽略空间分布等特点,基于ERA5再分析降雨数据,分析东江流域降雨时空分布特征,并选取不同时期的短时序降雨数据耦合RainyDay模型,以推估得到具有时空特征的区域设计降雨,并探讨基于短时序降雨数据推估设计降雨的可行性。结果表明,东江流域时空分布不均匀,空间上流域西南平均降雨量和极端降雨发生概率较大,而时间上有明显的季节性,降雨集中于4~9月;耦合RainyDay模型和短时序降雨数据能较好地反演和推估研究区域的设计降雨,其能够考虑不同重现期下降雨的空间分布特征,克服了传统方法简化空间分布、所需降雨数据时间序列长等缺陷。

城市流域径流峰值对降雨时空异质性的响应

基于高时空分辨率的降雨产品,采用RainyDay暴雨生成器生成具有不同时空分布情景和降雨历时的设计降雨,通过分布式水文模型GSSHA模拟分析径流峰值对降雨时空异质性的响应规律,结合协方差分析方法和所构建的降雨时空异质性指标体系,定量研究不同降雨时空异质性指标对径流峰值的影响。结果表明:耦合短时序(2008—2016年)栅格降雨数据和RainyDay暴雨发生器,可以生成与实际降雨时空分布相似的流域设计降雨;降雨时空异质性对径流峰值具有显著的影响,其影响比降雨历时和降水量对径流峰值的影响大;雨峰系数、降雨集中度、1 h最大降水量对径流峰值的影响较大,其中雨峰系数的影响随着降雨历时或降雨重现期增大而减小,而降雨集中度则相反。

自然状态下流域洪峰对降雨时空异质性的响应规律

针对自然状态下降雨时空异质性如何影响流域洪峰的难题,提出了基于RainyDay模型和SWAT模型的洪水频率分析方法。以东江流域为例,利用RainyDay模型构建不同重现期下的设计降雨,并将其重构为6种不同降雨时空异质性的降雨情景,将上述情景作为SWAT模型前端输入,定量模拟自然状态下流域洪峰对降雨时空异质性的响应。结果表明:当情景间的时间异质性差值趋于0时,随着情景间的空间异质性差值的增加,洪峰差值随之增大,最大洪峰差值超过700 m^(3)/s,平均洪峰差值超过300 m^(3)/s;当情景间的空间异质性差值趋于0时,随着情景间的时间异质性差值的增加,洪峰差值随之增大,最大洪峰差值接近700 m^(3)/s,平均洪峰差值超过200 m^(3)/s;在同一重现期下,降雨时空异质性均较高的情景所产生的洪峰高于其他情景,最大洪峰差值超过1000 m^(3)/s;降雨空间异质性对洪峰的影响较时间异质性更为显著。