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基于Copula函数的深圳市雨潮遭遇风险分析

2021-12-30石赟赟姚航斌万东辉郑新乾

人民珠江 2021年12期

石赟赟,姚航斌,2,万东辉,郑新乾

(1.珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东 广州 510630;2.河海大学水文水资源学院,江苏 南京 210098;3.珠江水利委员会水文局,广东 广州 510611)

在快速城市化和全球气候变化的共同影响下,中国城市极端洪涝事件频发,严重影响城市的建设与发展。内陆城市洪涝主要受降水、地形、防洪排涝系统等因素的影响,滨海城市则需综合考虑潮位变化对内河洪水和城市涝水的顶托[1-2]。降雨与潮水遭遇将导致城市积水难以排除,加剧城市洪涝灾害,严重影响城市生活生产[3-4]。为了进一步提高滨海城市防洪排涝能力,加强韧性城市建设,综合考虑暴雨与潮位双变量遭遇的工况具有重要的现实意义[5]。

雨潮遭遇问题,本质上是双水文变量的遭遇问题,其常见的研究方法是基于Copula函数建立双水文变量的联合分布模型,计算双水文变量遭遇的同现概率、条件概率等。Copula函数能客观地描述水文事件间的相关性,准确分析水文频率,提高多变量水文事件设计精度[6]。目前,Copula函数在洪水遭遇、水文预报不确定性、丰枯遭遇和洪潮遭遇等问题上已有大量的应用实例[7-8]。在雨潮遭遇的研究方面,Lian等[9]通过Copula函数建立暴雨与潮位联合风险概率,优化了福州市防洪排涝设计。武传号等[6]基于Copula函数构建广州市年最大1 h降雨量与年最大潮位、年最大潮位与相应1 h降雨量以及年最大1 h降雨量与相应潮位3种联合分布概率模型,计算分析了广州市雨潮遭遇的风险。黄国如等[10]应用Copula函数构建了历史与未来广州市雨潮遭遇风险概率分布模型,分析了在不同排放情景下,广州市雨潮遭遇概率的变化趋势。……

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