长江科学院院报

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2025 , Vol. 42 >Issue 1: 90 - 97

DOI: https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230764

水灾害

里下河涝区暴雨遭遇及排涝风险评估

  • 兰林 , 1 ,
  • 毛媛媛 1 ,
  • 朱大伟 2 ,
  • 卢知是 1
展开
  • 1 江苏省水利工程规划办公室,南京 210029
  • 2 江苏省水利勘测设计研究院有限公司 南京分院,江苏 扬州 225127

兰林(1980-),男,四川富顺人,正高级工程师,硕士,主要从事水利规划研究。E-mail:

Copy editor: 刘运飞

收稿日期: 2023-07-17

  修回日期: 2023-12-01

  网络出版日期: 2025-01-21

基金资助

江苏省水利科技项目(2022003)

江苏省水利科技项目(2021002)

收起

Encounter of Heavy Rainfall in Lixiahe Waterlogged Area and Assessment of Drainage Risks

  • LAN Lin , 1 ,
  • MAO Yuan-yuan 1 ,
  • ZHU Da-wei 2 ,
  • LU Zhi-shi 1
Expand
  • 1 Jiangsu Provincial Water Resources Planning Bureau, Nanjing 210029,China
  • 2 Nanjing Branch, Jiangsu Surveying and Design Institute of Water Resources Co., Ltd., Yangzhou 225127, China

Received date: 2023-07-17

  Revised date: 2023-12-01

  Online published: 2025-01-21

Fold

摘要

为优化里下河水网区的排涝工程布局,需考虑腹部洼地与关联涝区的暴雨遭遇关系。基于Copula函数构建不同涝区间的降雨频率的联合分布,计算分析暴雨遭遇概率。结果表明,构造腹部区和斗北区降雨频率的皮尔逊Ⅲ型边缘分布,采用Frank Copula函数拟合建立其二维联合分布,能方便地计算指定历时和重现期暴雨的遭遇概率;结合实况降雨的时程和频率分析,表明2个涝区发生超设计标准暴雨的风险很小,当腹部区发生超设计排涝标准暴雨时,斗北区遭遇超设计防洪标准暴雨的概率仍较低。研究结果表明在斗北区新辟排涝通道方案是可行的。

关键词： 排涝风险; 暴雨遭遇概率; Copula函数; 平原水网; 洼地排涝; 里下河水网区; 水利规划

本文引用格式

兰林 , 毛媛媛 , 朱大伟 , 卢知是 . 里下河涝区暴雨遭遇及排涝风险评估[J]. 长江科学院院报, 2025 , 42(1) : 90 -97 . DOI: 10.11988/ckyyb.20230764

Abstract

To optimize the drainage engineering layout in the Lixia River water network area, it is essential to consider the interaction between the internal lowland and the incidence of heavy rainfall in adjacent waterlog-prone areas. Using the Copula function, we constructed a joint distribution of rainfall frequencies for these waterlogged areas to calculate the heavy rainfall probability. Pearson Type-III marginal distributions for the rainfall frequencies in the Fubu and Doubei areas, together with Frank Copula function for the fitting of their two-dimensional joint distribution, facilitates the calculation of the probabilities of heavy rainfall for specified durations and return periods. By integrating observed rainfall time series with frequency analysis, we found that the risk of both waterlog-prone areas (namely the Fubu and Doubei areas) experiencing heavy rainfall beyond design standards is minimal. Specifically, when heavy rainfall in the Fubu area exceeds design drainage criteria, the likelihood of heavy rainfall in the Doubei area surpassing design flood control thresholds remains low. These findings support the feasibility of the proposed drainage channel scheme in the Doubei area.

Key words： drainage risk; probability of encountering heavy rain; Copula function; plain water network; depression drainage; Lixiahe water network area; water resource planning

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

0 引言

里下河是江苏省中部沿海的平原水网区,面积约2.3万km2,地形呈蝶形洼地特征,地面高程(废黄河高程系)3.0 m以下的面积约占全区总面积70%,尤以腹部区地势最低,地面高程<1.5 m的面积约占14%,广泛分布有约1.3万km2圩区,圩区堤防是洼地的主要防洪屏障。降雨发生后,区域四周次高地产生的洪水快速汇入腹部洼地,同时洼地内的圩区通过泵站抽排圩内涝水入外河网,共同抬高圩外河网水位,导致洼地因洪致涝;如水位持续上涨,次高地因无圩堤设防被迫滞洪,导致次高地因涝致洪,形成里下河独特的洪涝不分、洪涝混流的局面;因此研究提高洼地的排涝能力,使洪涝快速下泄入黄海是区域洪涝治理的重点。
腹部区排涝河道穿越下游斗北区汇入黄海,距离海岸较远(如射阳河长度约165 km),排水比降仅为2×10-5[1],受沿线排水和潮汐顶托影响,涝水下泄不畅、洼地滞水时间长,增加洪涝出路是最有效的途径。该地区的排涝规划考虑不影响下游斗北区自身排涝的前提下,从中新辟入海通道扩大腹部区排涝规模[2]。由于江苏的平原水网区采用设计暴雨典型年法间接推求设计洪水,由此需要研究涝区间的暴雨遭遇关系,评估对上下游排涝的影响。
暴雨遭遇属于数学领域的多元随机变量的相关性问题,以往规划中常采用历年最大降雨相关系数法,按照阈值判断系数得到定性结论,而对关联涝区的暴雨遭遇概率缺少定量分析。Copula函数在水文领域有较多应用案例[3⇓⇓⇓⇓⇓-9],模拟雨量、洪量、水位、潮位等多元水文要素的边缘分布,筛选函数的最优形式构造联合分布函数,描述相关关系,评估水文效应和灾害风险。本文建立里下河的腹部区和斗北区2个涝区年最大降雨的边缘分布,构建Copula联合分布函数,计算指定频率的暴雨遭遇概率,结合实况降雨分析排涝规划方案[10-11]的可行性。评估方案将为平原河网区防洪排涝工程规划提供水文计算方法,结论将为工程布局优化提供依据。

1 涝区及暴雨特征

里下河区以通榆河、斗龙港为界,划分为腹部区、斗北区和斗南区3个涝区,面积分别为1.17万、0.39万、0.76万km2,该地区的水系及涝区区划见图1。腹部区从西南往东北向排水,主要通过射阳河、黄沙港、新洋港和斗龙港四港穿越斗北区汇入黄海,而斗北区和斗南区的涝水自排入海。区域外围构筑有堤防屏障抵御淮河流域性洪水和海潮侵蚀,内部沿河沿湖的地势较低处则筑堤圈圩防止雨季河湖入侵。降雨产流先从四周往腹部低洼地带汇水,随着水位持续上涨圩区关闭口门自保,通过抽排圩内涝水强制排入圩外河网,河网水位壅高后再缓慢汇入黄海,排水效率较低。现状腹部区的南部排涝标准达到5 a一遇;腹部区的北部和斗北区不足5 a一遇,排涝标准较低。
图1 里下河区水系及涝区区划

Fig.1 Water system and waterlogged area zoning in Lixia River region

里下河区处于江淮梅雨带,梅雨和台风雨是造成本地洪涝灾害的致灾因子,暴雨等值线图显示降雨中心呈东、西分布特征。腹部区和斗北区的降雨相关、空间关联、水系连通、洪涝形成原理和时间相近,排水去向重合,所以重点考虑两者暴雨遭遇;而斗南区水系相对独立,与斗北降雨无相关性,其排水不受其他涝区影响,所以这里不考虑其降雨遭遇[12⇓-14]。
平原河网高水位主要由一定历时的暴雨形成,从各主要代表水文站历年最高水位与不同历时最大面雨量之间的相关程度分析,相关系数计算结果见表1。腹部区水网面上最高水位与年最大7~15 d降雨关系最为密切,斗北区河网面上最高水位与年最大3~7 d降雨关系最为密切,由此选取2个涝区的年最大3、7、15 d的面雨量作为边缘分布构建对象。
表1 代表站历年最高水位与不同历时降雨的相关系数

Table 1 Coefficients of correlation between annual maximum water levels and rainfalls of different durations at representative stations

涝区 代表站 最高水位与不同历时降雨的相关系数
最大3 d 最大7 d 最大15 d 最大30 d
兴化 0.846 0.903 0.892 0.886
泰州 0.730 0.744 0.820 0.731
腹部区 射阳镇 0.820 0.851 0.803 0.836
建湖 0.840 0.893 0.847 0.861
阜宁 0.819 0.854 0.803 0.823
斗北区 通洋港 0.856 0.868 0.846 0.814

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

目前里下河区雨量站密度达280 km2/站,能满足大范围雨情时空变化分析的需要。根据1951—2012年连续系列观测资料分析,降水量的年际变化呈现2个明显的多雨期和少雨期,各代表站变化一致,所有代表站雨量资料都可纳入分析。按照设站年代较长、资料系列稳定、空间分布均匀的原则对雨量站进行筛选,从腹部区和斗北区中选取20个代表站(分布位置见图1)、长度62 a的雨量观测资料,利用算术平均法逐年计算3种时段的最大面平均雨量,为构造降雨频率曲线备用。

2.2 研究方法

(1)拟合年最大时段降雨频率的边缘分布。依据相关规范及应用经验,采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线作为边缘分布,曲线的偏态系数与变差系数的比值,即Cs/Cv取值3.0~3.5,对1991年暴雨作特大值处理[15⇓-17]。为检验降雨观测数据是否服从拟合的皮尔逊Ⅲ型分布,采用K-S(Kolmogorov-Smirnov)非参数统计方法检验,计算输出 h值和检验的 p值,并与显著性水平 α(双侧检验取值0.05)相比较,当 h = 0 , p > a 2时,接受原假设,认为观测数据服从皮尔逊Ⅲ型曲线分布;当 h = 1时拒绝原假设。
(2)构造并选择Copula函数。采用水文领域常用Archimedean Copula函数族,二维通用表达式见式(1),这里选用Clayton、Frank、G-H(Gumbel-Houggard)3种形式,具体表达式分别为式(2)、式(3)、式(4),计算参数 θ可确定各自表达式。采用图形评价法和优度评价准则从中比选出最优函数形式:①图形评价法,计算理论与经验联合概率,生成Q-Q (Quantile-Quantile)图,比较经验分布函数(这里指水文观测到的分布)与 Copula联合分布函数的相似性,如果图上的点密集地分布在同一条直线上,表示经验分布函数和Copula函数非常接近,说明Copula函数很好地拟合了数据,反之表示拟合效果较差,存在分布差异;②优度评价准则,采用离差平方和准则OLS(Ordinary Least Squares)和赤池信息准则AIC(Akaike Information Criterion)对3种形式进行优良性评价,方法表达式分别为式(5)、式(6)、式(7),计算两者的结果值越小,代表曲线拟合效果更好,宜选定为目标表达式。
F X ≤ x , Y ≤ y = C u , v = C F X x , F Y y 　 ,
C u , v = u - θ + v - θ - 1 - 1 θ , 　 θ > 0 　 ,
C u , v = - 1 θ l n 1 + e x p - θ u - 1 e x p - θ v - 1 e x p - θ - 1 , θ ∈ R 　 ,
C ( u , v ) = e x p [ - ( ( - l n u ) θ + ( - l n v ) θ ) 1 θ ] 　 , θ ≥ 1 　 。
式中: C u , v为2个涝区暴雨量的联合概率分布函数; u = F X x 、 v = F Y y分别为腹部区降雨量 X和斗北区降雨量 Y的累积分布函数(CDF); θ为Copula函数的参数;R为实数集。
O L S = p i - p e i 2 　 ,
A I C = n l g M S E + 2 m 　 ,
M S E = 1 n ∑ i = 1 n p e i - p i 2 　 。
式中: m为模型的参数个数; n为样本个数;pei为样本的经验频率;pi为理论频率;MSE为均方误差。
(3)评估暴雨遭遇风险。利用构建好的联合分布函数,引入同现分布概率和条件分布概率来描述暴雨遭遇风险,表达式见式(8)、式(9)。如果2个涝区同时发生超设计标准的暴雨事件,表明均发生了超过规划工况的洪涝,排涝压力增大,此时斗北区的河道难以分担腹部涝水,其相互关系用同现分布概率描述,即腹部区降雨量 X和斗北区降雨量 Y均超过指定频率的风险。如果腹部区已经发生超设计标准的暴雨,要了解此时斗北区发生指定频率暴雨的概率,从而判断斗北区的河道分担腹部涝水的时机,其相依关系用条件分布概率描述,即腹部区降雨量 X超过设计标准时,斗北区遭遇指定频率暴雨的概率。
P X > x , Y > y = 1 - u - v + C u , v 　 ,
P X ≥ x | Y ≥ y = 1 - u - v + C u , v 1 - v 　。
(4)实况暴雨的时程和频率重合分析。从实况降雨观测数据中,选择腹部区接近设计标准的年最大暴雨时段,统计相同时段内斗北区暴雨的时程和频率[18-19],分析暴雨的实际遭遇情况,判断概率计算结果的合理性。

3 结果与讨论

3.1 涝区降雨边缘分布构造

对2个涝区分别建立年最大3、7、15 d时段的皮尔逊Ⅲ型频率曲线。经K-S法检验,6条曲线均满足 h = 0 , p > 0.025假设,判定观测数据的经验分布服从皮尔逊Ⅲ型曲线定义的理论分布,生成相应的边缘分布函数为构造Copula函数备用。曲线参数估算结果见表2。
表2 各序列皮尔逊Ⅲ型曲线参数估算值

Table 2 Estimated parameter values of Pearson type-Ⅲ curves for each sequence

年最大时段 皮尔逊Ⅲ型曲线参数 K-S检验值
α β a 0 h p
腹部区3 d 3.531 1 20.332 3 35.897 8 0 1.00
斗北区3 d 2.224 2 36.564 4 40.664 0 0 0.41
腹部区7 d 2.597 7 39.299 2 51.043 5 0 0.95
斗北区7 d 2.533 4 45.105 8 57.134 9 0 0.89
腹部区15 d 1.754 2 70.877 7 93.251 6 0 0.71
斗北区15 d 2.188 4 60.870 0 99.904 8 0 0.59

3.2 涝区降雨联合分布函数构造

采用极大似然估计法[20]计算Clayton、Frank、G-H函数的参数 θ值,结果见表3,代入式(2)—式(4)得到具体表达式。采用图形评价观察法和优度评价分析法进行评价,从中选择最适宜函数。
表3 Copula函数参数的 θ值

Table 3 Values of parameter θ for Copula functions

年最大时段/d Clayton函数 Frank函数 G-H函数
3 2.145 8 8.390 8 2.203 7
7 1.391 0 9.316 5 2.196 2
15 0.389 4 8.611 6 2.189 8
(1)图形评价观察法:采用Q-Q图方法,将Copula函数计算的理论和经验联合分布值点组成散点图,通过观察分布情况直接判断拟合度。以年最大15 d降雨为例,图2给出了年最大15 d降雨的3种函数对应的Q-Q图,横坐标和纵坐标分别代表3种Copula函数的理论和经验分布值,可见图中散点大致沿45°直线 ( y = x )密集排列,说明它们都具有较好的拟合度;相比之下Clayton、G-H函数的点位在头部和尾部出现了稍许偏离,而Frank Copula函数的点位分布最接近直线,表明其理论分布更加符合经验分布。年最大3、7 d降雨的Q-Q图与15 d的情形相似,因此根据图形评价观察法选择Frank Copula函数为最优函数形式。
图2 年最大15 d降雨组合下3种函数的Q-Q图

Fig.2 Q-Q plots of three functions under annual maximum 15-day rainfall combinations

(2)优度评价分析法:根据式(5)—式(7)计算3种函数的OLS、AIC值,计算结果见表4,可知两者值最小的均为Frank Copula函数。
表4 Copula函数的OLS、AIC值

Table 4 OLS and AIC values for Copula functions

年最大时段/d 准则名称 Clayton函数 Frank函数 G-H函数
3 OLS 0.010 3 0.009 1 0.010 9
AIC -9 140 -9 403 -9 038
7 OLS 0.011 3 0.008 7 0.010 9
AIC -8 963 -9 493 -9 044
15 OLS 0.011 9 0.008 9 0.010 9
AIC -8 681 -9 435 -9 038
综合上述2种评价结果,选定Frank Copula作为本次计算的联合分布函数。

3.3 涝区暴雨遭遇概率分析

斗北区与腹部区的水力联系紧密,处于同一水位,由于主要承担区域排水的四港六河穿越其境,斗北区的雨涝积水排除和腹部区的排水通道混为一体,矛盾比较多。当暴雨中心位于腹部区时,斗北区尽量腾出四港保障其排水需求,同时沿线口门封闭,防止因洪致涝,如暴雨中心往东北方向即斗北区移动,排水形势将更加严峻,因此重点关注2个涝区同时超过规划设计标准的事件风险,即2个片区超过设计暴雨组合的遭遇概率[21-22]。
里下河区采用典型年法设计暴雨,拟定设计涝区降雨与全区域同频率、关联涝区相应的原则[23]。按照设计时段要内包最高水位出现日期并适当留有余地的原则,以区域设计标准20 a一遇降雨为例,在对1991年型和2006年型年最大7、15、30 d降雨历时进行分时段计算比较得出:15 d设计时段内所有站点均可形成区域最高洪水位,而7 d的最高水位值及出现时间位于时段外,30 d与15 d相同,因此确定设计时段为15 d。规划设计暴雨时空组合方案为腹部区10 a一遇暴雨标准,斗北区各典型年的相应标准不超过6 a一遇,腹部区20 a一遇暴雨标准,斗北区各典型年的相应标准不超过8 a一遇。
里下河区水利治理规划的远期目标到2030年区域排涝标准达到10 a一遇,防洪标准达到20 a一遇标准[24],以此作为工程规划的水文计算依据。这里主要分析10 a和20 a一遇暴雨的遭遇风险,以匹配排涝和防洪标准下的规划工况。
(1)同现分布概率计算分析。依据式(8)求得,部分结果见表5,年最大15 d降雨量组合的三维曲面概率图见图3。总体上两个涝区在3种时段下的同现概率均很低,以年最大15 d降雨为例,发生超过10 a一遇、20 a一遇设计暴雨的同现概率分别为3.5%、1.3%,表明涝区同时发生同频暴雨的概率极低,暴雨中心基本只会出现1个,与观测数据基本一致;随着重现期减小,同现概率略有增加。进一步计算规划设计暴雨组合方案的同现概率,即腹部区发生超过10 a一遇暴雨和斗北区发生超过6 a一遇相应组合的同现概率为6.8%。从当前(2023年)到规划远期水平年(2030年)的7 a内,2个涝区发生一次超过设计暴雨组合的同现概率P7 a=1-(1-6.8%)7≈38.9%[25]。同现分布概率结果表明2个涝区同时发生同频暴雨的概率极小;遭遇超10 a一遇设计暴雨组合的风险很小,表明该组合推求设计洪水而得到的规划工况偏安全,到规划远期水平年发生一次的风险也较低。
表5 年最大3、7、15 d降雨组合下2个涝区出现指定频率降雨的同现概率

Table 5 Co-occurrence probability values of rainfall with specified frequency in two waterlogged areas under annual maximum 3-day,7-day and 15-day rainfall combinations

年最大时
段/d		 不同重现期的同现概率/%
100 a 50 a 20 a 10 a 5 a
3 0 0.2 1.8 5.3 14.5
7 0 0.3 1.1 5.1 15.7
15 0.1 0.4 1.3 3.5 14.7
图3 年最大15 d降雨量组合下2个涝区降雨遭遇的同现分布概率三维图

Fig.3 Three-dimensional plot of co-occurrence of rainfall events in two waterlogged areas under annual maximum 15-day rainfall combinations

(2)条件分布概率计算分析。依据式(9)求年最大15 d的条件概率,降雨量组合的三维曲面概率见图4,腹部区发生5种频率暴雨下斗北区的条件概率曲线见图5,观察曲线上 “+”符号可知,随着腹部区暴雨的重现期增大,斗北区发生同频暴雨的概率变大,遭遇风险随之提高[26⇓⇓-29]。
图4 年最大15 d降雨组合下2个涝区降雨遭遇的条件分布三维曲面概率图

Fig.4 Three-dimensional distribution of conditions for rainfall events in two waterlogged areas under annual maximum 15-day rainfall combinations

图5 腹部区发生指定频率设计暴雨时斗北区的条件概率分布

Fig.5 Conditional probability distribution for Doubei area when Fubu area experiences design rainfall at specified frequency

由表6计算结果可知,当腹部区发生了超过10 a一遇设计暴雨时,斗北区遭遇超过5、10 a一遇暴雨的条件概率分别为74.3%、47.3%,由于频率在设计防洪标准内,在规划工况下2个涝区均能顺畅排水;而随着重现期增大,斗北区遭遇超标准暴雨的风险仍存在,但呈明显下降趋势,20、50 a一遇暴雨的条件概率分别为26.2%、11.3%。从当前到规划远期水平年的7 a,假如腹部区已经发生了10 a一遇设计暴雨,斗北区同时发生一次超过20 a一遇设计暴雨的概率为P7b=1- 1 - 3.5 % × 26.2 % 7≈6.2%,表明腹部区发生了超设计排涝标准暴雨时,斗北区遭遇超设计防洪标准暴雨的风险很小,绝大部分情况下入海河道行洪及其堤防的挡洪能力能满足设计洪水需要,斗北区具备更多分摊腹部排水量的条件。
表6 斗北区的条件概率

Table 6 Conditional probability values for Doubei area %

腹部区暴雨
重现期/a,
雨量设计值/mm		 斗北区设计暴雨重现期/a,
雨量设计值/mm
5,
298.9		 10,
354.4		 20,
408.3		 50,
476.3		 100,
525.2
10,342.0 74.3 47.3 26.2 11.3 6.6
20,400.9 77.3 51.6 29.2 12.9 8.0

注:74.3%是指腹部区暴雨重现期为10 a,雨量设计值为342.0 mm,同时北斗区设计暴雨重现期为5 a,雨量设计值为298.9 mm条件下的概率值,依此类推。

3.4 实况降雨的时程和频率分析

比较2个涝区年最大实况降雨时段的重合情况,如果时程不重合或基本不重合(降雨场次不同),则认为遭遇风险极低;如果重合或基本重合(降雨场次基本相同),再比较斗北区实况暴雨重现期与规划设计防洪标准的关系,低于关系表示规划工况能够保障斗北区防洪安全,并有辅助腹部区排涝的余力,高于时表示斗北区只能依靠工况自保[30-31]。仍以年最大15 d时段为例,选择腹部区降雨接近(雨量偏离设计值±7.5%以内)5、10、20 a一遇设计暴雨的11个年份,统计结果见表7,20 a一遇2个涝区降雨过程对比见图6。
表7 2个涝区降雨实况统计

Table 7 Real-time rainfall statistics in two waterlogged areas

暴雨
重现
期/a		 年份 腹部区年最大15 d
降雨		 斗北区同时段降雨 时程重合
统计
雨量/
mm		 距设计值相
对误差/%		 雨量/
mm		 重现期/
a
5 1984 300.9 6.3 295.8 5 基本重合
1986 271.0 -4.3 422.4 23 重合
2005 277.8 -1.9 315.7 5 重合
2011 274.6 -3.0 319.5 6 重合
10 1965 318.3 -6.9 419.6 23 不重合
2007 362.8 6.1 273.7 4 重合
2012 340.0 -0.6 283.9 4 重合
20 1954 371.8 -7.3 303.3 5 基本不重合
1962 373.6 -6.8 382.4 14 重合
1969 401.6 0.2 290.6 4 重合
2006 382.0 -4.7 377.6 13 重合
图6 2个涝区降雨时程和雨量对比

Fig.6 Comparison of rainfall hydrograph and rainfall amount in two waterlogged areas

(1)时程不重合的有2个年份。1965年梅雨先期导致腹部区发生中等强度暴雨,出梅后斗北区再遭遇强台风大暴雨,由于成因不同时程上形成明显的错峰关系[32]。1954年特大梅雨持续时间长,腹部区发生20 a一遇大暴雨,同时段斗北区为5 a一遇暴雨;而当腹部区年最大降雨时段临近结束时,斗北区的年最大降雨时段才刚开始,虽然后续腹部区持续降雨,但重现期降至5 a,远小于规划设计防洪标准。
(2)时程完全重合的有8个年份,另外1984年的时程上略有差别,再查看暴雨场次和逐日过程一致,仍可作为基本重合处理。9个年份对应的斗北区暴雨重现期为4~14 a,均小于规划设计防洪标准。
由上述分析可知,腹部区发生超规划设计暴雨时,斗北区均未发生超规划设计防洪标准的暴雨,规划工况下有富余的排水能力,能利用其他河道分担腹部涝水,间接印证了前述遭遇概率分析结果[33-34]。

4 结论

(1)采用Frank Copula函数计算了反映涝区暴雨遭遇风险的同现和条件分布概率,结果表明2个涝区同时发生超规划设计暴雨的概率为6.8%;到2030年规划远期水平年内,如果腹部区发生了超设计排涝标准的暴雨,斗北区发生超设计防洪标准的概率为6.2%;因此2个涝区发生超规划设计标准暴雨的风险较小,即使腹部区发生了超设计排涝标准暴雨,斗北区遭遇超防洪标准暴雨的概率仍较低,表明规划工况在保证规划目标后仍有余力扩大腹部区排涝能力。
(2)选择11个年份的观测资料分析了实况暴雨的时程和频率的重合情况,腹部区发生超规划设计暴雨时,斗北区均未发生超设计防洪标准的暴雨,验证了Frank Copula函数的计算结果具有一定的准确性,表明62 a观测期中,利用斗北区规划工况能为腹部区扩大排涝能力。
(3)基于较低的暴雨遭遇风险以及规划工况的富余能力,建议在复核斗北区现状河道行洪能力基础上,开展新辟腹部排涝通道的方案研究,优化排水布局。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
江苏省水利工程规划办公室, 江苏省水利勘测设计研究院有限公司. 江苏省里下河区水利治理规划[R]. 南京: 江苏省水利厅, 2020.

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