本图集利用现代编图技术和工具,分析了我国迄今为止2万多个测站从10min到3d五 容 种历时最为详尽的点暴雨资料,历经8年编制而成,是我国设计暴雨综合研究的最新成 提 果和重要基础资料.
要 本图集为全国尺度的专业地图集,并附有全国最大点雨量表,是水利水电、铁路、 Neirongtiyao 公路、桥涵、厂矿、机场、山地灾害防治、城市防洪排涝等工程规划、设计和审查的重 要水文依据.
水利部已颁文(水文[2005]100号)要求各地在工程规划设计中使用.
本图集也可供水利水电、水文、气象、地理、环境、防灾等相关学科的专业工作者和大 专院校师生使用参考.
(3)暴雨统计参数等值线图是水利水电工程规划、设计的重要依据,本次编图工作中,充分参照了SL44一93《水利水电工程设计洪水计算规范》的 有关技术要求.
(4)我国已分别于1956~1957年和1977~1988年两次编制中国基雨参数等值线图,本次编图充分吸收了上述两次编图的成果和经验.
2.统计历时与参数 基于下面三点认识,本次编图选定10min、60min、6h、24h、3d共计5种标准历时作为统计历时.
(1)这5种历时能较好表述中国暴雨时程分布的基本特点,10min代表小尺度天气系统产生的特短历时、特小面积暴百,面3d则基本上可以反映较大 尺度天气系统形成的一次降水过程.
(2)相邻的2个标准历时的长度比为3~6倍,插补中间任意历时而量的误差不会太大.
(3)根据1956~1957年和1977~1988年编制的中国暴雨统计参数等值线图应用情况,该5种历时基本可以满足全国中小流城水利、水电、城建、交通 矿山、国防及科研等部门的生产需求.
每种历时的暴雨统计参数为均值H、变差系数C.、偏态系数C,或二者的比值C,/C、实测和调查最大点两量、百年一遗点雨量.
各省(自治区、直辖 市)选用的统计历时和参数均充分满足技术组的统一要求,部分省(自治区、直辖市)根据本地区实际需要,增加了一些统计历时.
3.统计参数图的载体 9. 本次编制的参数图成果,采用纸质图和电子图两种载体.
电子图的底图为国家基础地理信息中心发布的比例尺为1:100万的电子地图,包括政区、 居民点、铁路、公路、文化要素、水系、地形、地貌、植被、地表覆盖、海岸线等要素.
各省(自治区、直辖市)编图所用电子地图由技术组统一分发.
ZHONGGUO 纸质图和电子图成果均采用统一的等积圆锥投影,以便各省(自治区、直辖市)成果的拼接和全国成果的综合、应用.
4.暴雨资料及数据库 BAOYU 本次编图中使用的基雨资料情况: (1)站网的密度.
目前,全国水文系统观测的雨量站网平均密度为510km/站,加上历史资料和其他部门的观测资料后,雨量站的站网平均密度达到 TONGJI 401km/站,其中,浙江省的站网平均密度为74km/站.
(2)测站的代表性.
所选分析测站的分布基本上能反映基雨分布的基本特征和地形对基雨分布的影响,在暴雨多发地区和基雨变化梯度较大的地区.
CANSHU 适当加大了站网密度:同时选定一批观测系列长的骨干站,作为等值线图绘制的控制站.
(3)资料使用的充分性.
在编制实测和调查最大点雨量分布图时,利用了全部可以利用的雨量资料.
本次编图总计利用测站近2.4万个,5种历时 分别利用暴雨数据约15.0万(10min)~58.6万(3d)站年,总站年数由1977~1988年编图时的89万增加到190万.
(4)测站的一致性.
对雨量站的经纬度和高程进行了认真核对,并在各省(自治区、直辖市)站网分布图上检查其相对位置,尽可能使5种历时暴而 站网保持一致.
1977~1988年编图时采用的测站尽量保留.
各单站观测年数一般不少于35年,10min和60min不少于20年.
参加统计参数计算的测站为5141
(10min)~13613(3d)站.资料总量为12.1万(10min)~45.8万(3d)站年.
(5)资料审查的严肃性.
本次编图中对190万站年的而量资料和2.4万个观测站的经纬度进行了严格审查.
在对暴雨资料进行认真核实的基础上,建立 了各省(自治区、直辖市)基雨数据库,数据库雨量记录数据约200万条.
5.基两统计参数计算分析 暴雨系列采用年最大选样法构建.
选样时,10min和60min累列以“分钟”为单位进行滑动选样,6h和24h系列以“小时”为单位进行滑动选样.
3d系 列以固定日分界时间的“天”为单位进行滑动选样.
用作选样的资料均为自记雨量计观测资料、分段雨量观测资料和日雨量观测资料.
选用皮尔逊Ⅲ型分布函数作为雨量系列的统计分布函数,并据此计算各雨量站各种历时暴雨统计参数.
在对5种历时C,/C,比值地区分布规律及其对变差系数计算精度的影响进行深入分析的基础上,本次编图中的偏态系数C,以C./C.表示,并在全国统一取 C /C =35. 单站基丽统计参数的计算,采用约束准则适线和多历时目估综合适线法共同完成,即先用约束准则适线法计算5种历时暴雨的统计参数,再用多历时 综合目估适线法进行各历时暴雨统计参数间的综合协调.
结合基雨统计参数等值线图的绘制与合理性检查,进行基雨统计参数的地区协调.
在反复进行单站参数历时协调和各站参数地区协调过程中,充分 尊重专家的经验,并创建良好的专家介入平台.
由于不同历时暴雨资料的观测年数长短不一,所以计算不同历时统计参数所采用的资料站年数不同,其中10min约为12万站年,60min约为18万站年, 6h约为35万站年,24h约为41万站年,3d约为46万站年,5种历时合计152万站年.
从资料条件、计算方法与技术等方面,保证了本次统计参数计算的客观 性和精度.
6.等值线图绘制 本次等值线图的绘制,对传统方法进行了重大改进,以桌面地理信息系统(GIS)及其空间分析处理软件作为绘制等值线图的技术平台.
并与传统方 法相交互.
在计算机上先初绘出基雨统讨参数等值线草图,再根据专家经验对初绘等值线图进行分析、论证与修改、形成等值线图.
使用具有优良图面作业功能的GIS,为专家知识介入提供高效、便捷的条件,显著提高了本次编图的质量和工作效率.
7.图 在各省(自治区、直辖市)完成本地区基雨统计参数等值线图编制并经初步审查修改后,结合暴雨统计参数的地区协调和地形对暴雨的影响分析, 进行省级边界地区等值线的拼接,以协调边界地区等值线的衔接.
在专家介入下,由计算机完成等值线的调整,认真细致的拼图工作,以及对资料的深 入研究分析,保证了成果的客观性和协调性.
8.合理性检查 成果合理性检查的主要要素包括:均值H等值线图、变差系数C.等值线图、各历时实测和调查最大点雨量重现期、百年一遇点雨量(H.
)等值线图 等合理性检查,以及全部图表的整体综合评价等.
合理性检查的主要内容包括:①等值线逻辑结构的合理性,如等值线彼此不能相交、等值线递增与递减的连续性等,②同站不同历时基雨统计参数 之间相互关系的合理性,即同站不同历时基雨统计参数应遵从暴雨参数一历时关系的基本规律,③暴雨统计参数等值线走向、梯度、数值与相应尺度地 形变化之间关系的合理性,例如,不同历时的暴雨及其统计参数通常与不同尺度地形特征相匹配,③等值线图形态的宏观特征与区域气候特征的协调 性:③实测与调查特大点基雨量的重现期及其地理分布合理性,本次成果与1977~1988年编围成果的比较等.
充分利用计算机高速度处理巨量数据的能力和地理信息系统等软件技术在空间表现与分析处理方面的功能,实现在以往编图条件下无法实现的合理 性检查目标.
如在检查任意地点不同历时基雨统计参数间关系时,建立了0.025”×0.025”共计约158万个经纬网格点,把等值线图上的基雨参数值离散到 每一网格点上,巡查每个网格点上暴雨统计参数一历时关系的合理性,在专家指导下,对不合理网格点所在区域的等值线进行修正,然后再将等值线离 散到网格点上,重复上述的过程,直至每一网格点上的诸参数都符合暴丽统计参数一历时关累,等值线完全满足合理性检查要求为止.
四、成果主要特点 1.货杆基础扎实 本次编图共采用约2.4万个观测站,190万站年(5种历时合计)两量资料,用于5种历时统计参数计算的系列平均长度为23.5~33.7年,较原有图集有 显著增加.
对测站属性和雨量资料均进行了极为严格的审查,保证了编图的资料基础和质量.
2.减果合理、协调 (1)从单幅图看:随着资料系列的延长和统计参数计算站点的增加(特别是较短历时).等值线的分布比1977~1988年图更符合自然地理特征,新增 了特大基雨资料的地区,其参数分布和量级有明显变化,统计参数的地区分布更趋复杂,与地形地貌的配合更超协调.
ZHONGGUO BAOYU TONGJI CANSHU (2)从多历时图综合看:5种历时基雨统计参数图同时编制,从单站多历时综合适线,到等值线绘制及其合理性检查,各个环节相互紧密配合,使5 种历时成果更趋协调与合理,修正了1977~1988年成果中部分地区的雨量参数一历时关系欠协调的现象.
3.人机有机结合 单站参数确定、等值线绘制及合理性检查工作中,专家经验起了重要作用.
诚然,由于不同专家的“偏好”,可能产生一定的主观性和任意性,但由 于专家与计算机在同一平台上进行参数计算和等值线图绘制,实现了相互调整与制约,计算机技术和专家经验的有机结合,有效保证了成果的客观性和 科学性.
本次编图工作,既重视计算机的统一计算,以保证成果的统一性和客观性,更强调尊重科学事实,避免出现片面强调安全或经济的倾向.
使地区间 的成果协调具备较为统一的基础.
TUJI 五.
成果出版和管理 这次印刷出版的《图集》全国尺度(1:1500万比例尺)成果,由水利部印发和管理,省级尺度(1:100万比例尺)成果,由各省(自治区、直辖市) 水行政主管部门印发和管理.