城市流域径流峰值对降雨时空异质性的响应

杨悦莹，朱志华，蔡宴朋，杨志峰

(1.广东工业大学环境生态工程研究院，广东 广州 510006；2.南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)，广东 广州 511458)

在气候变化和城市化耦合作用下，降雨时空分布格局和自然水循环过程发生了显著的变化，导致城市洪涝灾害的影响程度和范围加大，雨洪灾害的致灾机理已成为当前城市水文研究的焦点问题[1-2]。前人研究表明，极端降雨事件频发是造成洪涝灾害日趋严重的主要诱因[3-5]，且在城市化进程下，强烈人类活动所造成的局部气候效应正加剧影响区域降雨时空分布的异质性[6]。IPCC在第五次评估报告中强调，21世纪气候变化不确定性将进一步变大，区域降雨时空分布将更加不均匀[7]。由于城市流域缺乏长时序的高时空分辨率降雨数据，导致降雨时空异质性在城市水文分析过程中常被简化或者忽略[8]，这一做法的合理性也受到普遍的质疑。因此，探究降雨时空异质性对径流峰值的影响，对厘清雨洪灾害的致灾机理具有重要的科学意义。

降雨时空分布特征发生改变，必然导致洪峰流量、洪水总量等洪水特征发生变化[9-10]，而且大大增加了雨洪灾害发生的不确定性，使得雨洪致灾机理变得更为复杂。由于降雨时空分布存在明显的异质性，传统基于降雨和洪水同频率的假设(即n年一遇的降雨会产生n年一遇的洪水)产生极大不确定性，其适用性和合理性变得极其严苛[11]。早在2003年，Trenberth等[12]就强调在径流(特别是洪峰流量)模拟过程中，需关注降雨事件的时空异质性，认为掌握降雨时间和空间变化过程是了解区域产汇流规律演变的关键所在；……