基于Copula函数的设计暴雨雨型研究

叶姗姗， 叶兴成， 王以超， 朱程亮， 刘 俊

(1.河海大学 水文水资源学院， 江苏 南京 210098； 2.宿迁市水务局， 江苏 宿迁 223800)

1 研究背景

随着全球气候的不断变化，城市化建设进程加快和原有排水防涝系统设计标准偏低等因素，宿迁市常出现较严重的洪涝灾害，因此科学确定城市排涝设施的建设标准已成为解决城市暴雨内涝的重要任务之一。设计雨型是制定排水系统设计标准的重要依据和前提，能为城市排水系统的规划和管理、暴雨洪水分析和流域调洪计算提供科学依据[1]。国内的雨型研究开展较晚，以往常用同倍比和同频率雨型，后又引入Keifer和Chu雨型、Pilgrim & Cordery雨型、huff雨型和Yen & Chow雨型[2]，岑国平等[3]对此进行了大量的研究。国外的雨型设计除上述的方法外还有概率密度函数法、随机模型法和离散法等。随机模型法分为单站点模型(如Newman-scott模型和Bartlett-Lewis模型)、多站点模型(如马尔可夫链模型)和时空模型。离散法有级联过程法、混沌过程法和人工神经网络法等[4]。

近年来国内的雨型研究进展缓慢，还是以芝加哥雨型和PC雨型为研究重点，和国外的雨型研究成果相差甚远，进一步深入研究和推进设计雨型工作具有重大意义。因此本文以宿迁市1981-2016年36 a的实测逐时降雨资料为例，在原有设计雨型方法的基础上进行创新，应用同频率法SCS法、暴雨衰减指数法和PDF法来建立宿迁设计雨型，并用Copula函数的风险联合概率将其与同频率雨型进行对比，分析这3种方法应用于宿迁市设计暴雨雨型研究的合理性。……