降雨時空分布量化及其在洪水過程分類中的應用

鄭彥辰，李建柱，榮佑同，杜 勇，馮 平

（1．天津大學 水利工程仿真與安全國家重點實驗室，天津 300072：2．University of Bristol，School of Geographical Sciences，Bristol，UK，BS8 1SS）

1 研究背景

全球氣候變暖引發的極端降雨事件愈發頻繁，加劇了洪澇災害的緊張局勢，防洪減災是保障人民生命財產安全的重要舉措。洪水過程線是反映洪水過程的重要特性之一，是影響水庫運行調度措施的重要因素［1］，但現有的洪水成因分析多以洪峰、洪量和洪水歷時為研究對象，較少考慮洪水過程。降雨作為洪水形成的主要誘因，在時間或空間上均為高度非均勻的過程［2］，其時空分布特征決定著洪水的形成過程［3-5］，進而影響了峰現時刻和洪水過程線的形狀。因此，研究降雨時空分布特征及其對洪水過程的影響，對構建河流洪水災害防御體系和洪水預報預警機制等防洪減災措施具有重要意義［6-7］。

降雨中心的位置是表征降雨空間分布特征的指標之一。羅倩等［4］采用HEC-HMS模型模擬了降雨中心從上游向下游轉移時，臨界雨量逐漸減小，表明當降雨中心位于流域下游時，洪水過程更快且更容易發生，需提前發布洪水預警信息。降雨在時程上的分布特征同樣會影響徑流的形成過程。朱奎等［3］通過人工模擬降雨徑流試驗表明，當降雨總量和歷時保持不變時，后峰型降雨會比前峰型降雨多產生約四分之一的徑流，并且不同雨型的降雨對徑流峰現時間也有影響。在現有研究中，能夠定量描述場次降雨時空分布的指標較少。在研究降雨時程分布對洪水形成的影響時，多采用典型或設計暴雨的雨型［8］。……