华南强降水地区中小流域设计暴雨洪水过程及参数综合
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵玲玲 |
| 答辩日期 | 2019-11 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 未标出 |
| 关键词 | 设计洪水 设计暴雨雨型 暴雨-洪水过程 参数综合 同频率假定 中小流域 华南地区 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 洪涝灾害是我国最严重的自然灾害之一，洪涝灾害损失70%以上发生在中小流域，设计暴雨洪水是防洪减灾工程措施的设计基础。山洪灾害防御的核心技术难点是小流域暴雨洪水计算问题，而中小流域产汇流非线性和参数区域化问题是流域暴雨洪水计算的关键技术难题。探索中小流域暴雨洪水规律是我国水文研究的重要内容。 气候变化和剧烈人类活动的水文效应受到广泛关注，中小流域设计暴雨洪水的背景已发生重大变化；当前中小流域设计暴雨洪水方法、参数、假定的适用性亟待检验，响应机制需要阐明。针对以上问题，本研究围绕中小流域设计暴雨洪水计算方法、参数综合及同频率假定三个方面，开展了五个方面的工作：(1)中小流域设计洪水计算方法及适用性；（2）中小流域设计暴雨雨型计算方法及对比；（3）中小流域设计暴雨洪水同频率假设检验；（4）中小流域设计暴雨洪水产汇流机制及参数化方法；（5）中小流域设计暴雨洪水参数计算及综合。取得如下进展。 （1）中小流域设计洪水计算方法及其适用性,对当前中小流域设计暴雨洪水计算方法进行汇总；以广东典型流域为研究区对其适用性进行分析。当前中小流域设计洪水计算方法可以分为三类，推理公式法、综合单位线法、经验公式法；广东省综合单位线在曹江流域和赤溪站田水头流域应用效果较好，但是推理公式法结果均偏大，且频率越高，相对误差越大。广东省综合单位线在流域面积为400km2左右有较好的应用，但是推理公式法计算结果偏大，在小于100km2面积的流域推理公式法和广东省综合单位线法计算成果均偏大，且设计频率越小，相对误差越大。 （2）中小流域设计暴雨雨型,对典型研究区不同站点组合和在年、月、日、时不同时间尺度上进行降水的插值分析，并将插值降水过程与径流过程进行对比；研究表明：不同站点组合插值的降水过程均能较好反映径流过程，但不同站点组合插值降水过程削弱了降水峰值，模拟洪峰流量将偏小。 对设计暴雨选样、雨型和设计暴雨公式的研究现状进行综述，采用年最大值选样四种概率分布函数：Gumbel分布、P-III型分布、GEV分布、GLO分布推算曹江流域个站点的设计暴雨公式。结果显示：实际降雨6小时、12小时、24小时过程与广东省暴雨径流查算图表中差别较大，表明图表给定雨型已不适应当前雨情。 （3）中小流域设计暴雨洪水同频率假定检验,基于近50年来的实测暴雨洪水资料，验证设计暴雨洪水同频率假设是否成立。结果表明：曹江流域相应场次面雨量和洪水同频概率较小，随着设计流域面雨量增大，其与特定设计频率的洪峰流量的遭遇概率随着增大； （4）中小流域设计暴雨洪水产汇流机制及参数化方法,对常用流域水文循环模拟中产汇流方法的流域地形、土地利用覆被和土壤类型各类参数化方法进行回顾，并根据其对下垫面在流域水文循环模拟中的作用描述的方法和机理刻画程度进行分类汇总；将产汇流过程中下垫面参数化方法对其物理机理的表述程度分为无明确表达，率定型参数、确定型参数和物理表达四类。当前常用的参数化方法对流域下垫面中地形、土地利用覆被和土壤类型在产汇流中的物理机理描述程度最多的为率定型参数类，其次是确定型参数类；进行了野外人工控制条件下降水径流实验51场，结合流域实测场次洪水资料，识别了小区坡度、植被覆盖、前期土壤含水量和雨强的影响，统计分析得到雨强、坡度和前期土壤含水量对降水下渗量的贡献量；实验结果表明：各个产流因素对产流期的平均入渗率的相对影响程度是有差别的。其中，地形和雨强是最主要的影响因素，其次是土壤前期含水量和坡度，而植被覆盖度的影响相对较小。就相关性的方向而言，雨强和植被覆盖度与产流期平均入渗率呈现正相关的变化关系，而土壤前期含水量和坡度与产流期平均入渗率呈现负相关的关系。 （5）中小流域设计洪水参数综合,选择曹江流域久旱未雨后降雨较大且产生径流的场次暴雨洪水，分别推求每场的推理公式参数m和综合单位线参数 1；建立推理公式参数m值与净雨深ℎ 、洪峰流量 关系曲线；建立瞬时单位线参数 1与雨强i的关系曲线。中小流域暴雨-洪水过程复杂，未来结合新技术，开展基于深度学习挖掘和模拟中小流域暴雨-洪水非线性过程，尝试提取暴雨洪水新的特征参数，构建表征中小流域下垫面特征的综合参数，基于长序列实测暴雨洪水关系的学习构建中小流域暴雨-洪水关系。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 139 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194093]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵玲玲. 华南强降水地区中小流域设计暴雨洪水过程及参数综合[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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