降水变化条件下沿海地区暴雨-潮位遭遇联合风险
2022-07-21王磊之崔婷婷李笑天李伶杰刘克强李曦亭
水资源保护 2022年4期
王磊之,崔婷婷,李笑天,李伶杰,刘克强,李曦亭
(1.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029;2.水利部水资源管理中心,北京 100038; 3.太湖流域管理局水利发展研究中心,上海 200434)
沿海地区受海洋性季风的影响,降水较多,加上外海高潮位的顶托作用,强降水、高潮位“碰头”的情况时有发生,因此沿海城市的防洪排涝工程系统设计不仅受区间暴雨的影响,亦要考虑外海潮位的顶托效应。暴雨-潮位的遭遇在重现期意义上直接影响了沿海地区防洪排涝工程设计标准,而两者的遭遇分析通常以其遭遇的联合分布为基础[1]。长久以来,水文学者对两者遭遇的联合重现期开展了不少研究,早期黄国如等[2]基于频率组合法,以面平均雨量和潮位为研究对象建立了2个因素的水位函数,推求了感潮河段的设计洪水位,但其推求的假设条件为降雨和潮位相互独立;林荣等[3]采用正态变换法研究了黄浦江风暴潮位与强降雨遭遇的概率,但该方法在原始数据处理过程中会造成部分信息失真。近年来,Copula函数因其计算过程可逆、推求结果相对可靠、灵活性和适应性较强等优势,在极端水文事件研究,如极端暴雨[4]、洪水分析[5-6]、水文干旱[7]等方面得到广泛应用。在暴雨-潮位遭遇研究方面也出现了不少应用Copula函数计算暴雨-潮位遭遇风险概率的案例。例如:任锦亮等[8]运用Copula函数构建了上海市台风降水和潮位的联合分布模型,对最大1 d降水量与相应潮位的遭遇风险概率进行了研究;……
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