基于Copula函数的水库强风暴雨遭遇分析研究
2021-12-30蔡奇霖徐丹丽王兆礼赖成光
人民珠江 2021年12期
蔡奇霖,徐丹丽,王兆礼,赖成光*
(1.华南理工大学土木与交通学院,广东 广州 510640;2.广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广东 广州 510635)
在全球气候变暖的背景下,不少地区的台风与暴雨频度、规模、时空特征等均发生了较大变化[1-3],这些变化给地区水库设计、建设、管理等带来诸多挑战。在水库大坝设计过程中,确定合理的设计风速对雍水及风浪爬高计算至关重要,决定了大坝的综合超高以及安全裕度。然而,当前中国大部分技术规范仅考虑单一的风速变量确定设计风速,鲜有定量考虑强风和暴雨遭遇的情况,如SL 274—2020《碾压式土石坝设计规范》和SL 25—2006《砌石坝设计规范》是按大坝的重要性给出相应的风速标准,没有考虑风速与暴雨的遭遇。尽管SL189—2013《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》要求在沿海地区应该考虑最大风力与暴雨同时出现的条件,但如何执行也没有明确规定。广东省是中国受台风和暴雨影响最严重的沿海地区之一,双台风甚至是三台风同时出现的现象也并非历史罕见。已有研究表明该地区登陆台风呈现出频数减少但强度明显增强的特点[4-6],而降雨则表现出强降水增加,弱降水减少的特点[7-9]。在降雨和风速均发生改变的背景下,当二者发生遭遇时,按照目前有关规范计算的坝顶超高(特别是沿海地区的水库)是否仍能满足安全要求,这是一个值得深入研究的课题。
在众多的多变量分析方法中,Copula函数因其不受边缘分布限制的优点,已在水文频率分析中得到了广泛应用[10-11]。……
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