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第1章 绪论1

1.1 可能最大降水估算的目的1

1.2 PMP和PMF的定义1

1.2.1 PMP的定义1

1.2.2 PMF的定义1

1.3 水文与气象要结合1

1.4 PMP/PMF估算2

1.4.1 基本认识2

1.4.2 PMP的估算途径和方法2

1.4.2.1 途径2

1.4.2.2 方法2

1.4.2.2.1 当地法3

1.4.2.2.2 移置法3

1.4.2.2.3 组合法3

1.4.2.2.4 推理法3

1.4.2.2.5 概化法3

1.4.2.2.6 统计法4

1.4.2.2.7 重点时空组合法4

1.4.2.2.8 历史洪水暴雨模拟法4

1.4.3 各种途径的估算法的基本步骤4

1.4.3.1 基于暴雨面积的途径4

1.4.3.1.1 概化估算法的基本步骤4

1.4.3.1.2 统计估算法的基本步骤5

1.4.3.2 基于流域面积的途径5

1.5 暴雨和洪水资料6

1.6 PMP/PMF的估算精度6

1.7 关于手册6

1.7.1 目的6

1.7.2 范围7

1.7.3 应用实例7

1.7.4 计算机技术的应用8

1.8 PMP和气候变化8

第2章 中纬度非山岳地区PMP的估算9

2.1 绪言9

2.1.1 概述9

2.1.2 辐合模式9

2.1.3 将实测暴雨作为辐合及垂直运动的指标10

2.2 大气中水汽含量的估算10

2.2.1 饱和假绝热大气的假定10

2.2.2 地面露点作为水汽的指标10

2.2.3 12h持续露点11

2.2.4 代表性12h持续1000hPa暴雨露点11

2.2.5 最大12h持续1000hPa露点12

2.2.6 可降水14

2.2.7 最大持续露点的持续时间确定14

2.3 水汽放大15

2.3.1 季节限制15

2.3.2 可降水量15

2.3.3 12h持续露点用于暴雨全过程15

2.3.4 当地暴雨放大15

2.3.4.1 暴雨高程调整16

2.3.4.2 入流障碍调整16

2.4 风放大17

2.4.1 绪言17

2.4.2 非山岳地区的应用17

2.4.3 风作为暴雨入流水汽的代表18

2.4.3.1 风向18

2.4.3.2 风速18

2.4.4 风放大比18

2.5 暴雨移置19

2.5.1 定义19

2.5.2 移置步骤19

2.5.2.1 暴雨19

2.5.2.2 暴雨类型的影响范围20

2.5.2.3 地形控制20

2.5.2.4 移置界限确定的例子20

2.5.2.5 调整21

2.6 移置调整21

2.6.1 移位的水汽调整21

2.6.2 高程调整22

2.6.2.1 一般暴雨22

2.6.2.2 当地雷暴雨23

2.6.3 障碍调整23

2.6.4 暴雨移置及放大算例24

2.6.4.1 设想情况24

2.6.4.2 调整因子的计算24

2.7 时序及空间放大25

2.7.1 定义25

2.7.2 时序放大25

2.7.3 空间放大26

2.7.4 时空联合放大27

2.8 外包28

2.8.1 绪言28

2.8.2 外包值29

2.8.3 削减29

2.9 估算PMP的步骤总结31

2.9.1 绪言31

2.9.2 一般步骤31

2.10 PMP的季变化33

2.10.1 绪言33

2.10.2 实测暴雨33

2.10.3 最大12h持续露点33

2.10.4 水汽输入33

2.10.5 站点日雨量34

2.10.6 周雨量34

2.11 PMP的空间分布34

2.11.1 绪言34

2.11.2 实测暴雨雨型34

2.11.3 理想暴雨雨型35

2.11.3.1 空间分布35

2.11.3.2 算例36

2.12 PMP的时程分布38

2.12.1 提出的时序38

2.12.2 基于实测暴雨的时序38

2.13 注意事项39

2.13.1 充足暴雨样本的重要性39

2.13.2 与实际降雨记录相比39

2.13.3 估算值的一致性40

2.13.4 地区、历时和面积修匀40

2.13.5 季节变化41

2.13.6 空间分布41

第3章 中纬度山岳地区PMP的估算42

3.1 山区降水42

3.1.1 地形影响42

3.1.2 气象影响42

3.1.3 年平均及季平均降水量43

3.1.4 降水—频率值43

3.1.5 暴雨移置43

3.1.6 PMP43

3.1.6.1 地形分割法估算山岳地区PMP43

3.1.6.2 对非山岳地区PMP作地形校正44

3.1.6.3 对山岳地区PMP直接进行地形改正44

3.1.6.4 方法示例44

3.2 层流模型的地形分割法44

3.2.1 绪言44

3.2.2 地形层流模式44

3.2.2.1 单层模式45

3.2.2.2 多层模式46

3.2.2.3 降水轨迹47

3.2.3 用实测暴雨检验地形层流模式47

3.2.3.1 地形纵剖面48

3.2.3.2 入流数据48

3.2.3.3 气流流线50

3.2.3.4 冻结高度50

3.2.3.5 降水轨迹50

3.2.3.6 降水计算52

3.2.3.7 成果比较53

3.2.3.8 误差来源54

3.2.3.8.1 模型输入54

3.2.3.8.2 实测地形降水量54

3.3 估计PMP的层流模型在地形分割法中的应用54

3.3.1 地形PMP54

3.3.1.1 最大风速54

3.3.1.2 最大水汽55

3.3.2 山岳地区PMP的概化估算55

3.3.3 山岳地区PMP的变化56

3.3.3.1 季变化56

3.3.3.2 历时变化56

3.3.3.3 面积变化57

3.3.4 与地形PMP组合的辐合PMP58

3.3.4.1 水汽（露点）外包线58

3.3.4.2 P/M值的外包线58

3.3.4.3 辐合PMP的高程削减61

3.3.4.4 上风障碍的削减61

3.3.4.5 点（25.9km2）雨量化算为流域上的辐合PMP61

3.3.4.6 辐合PMP指标图的制作61

3.3.4.7 指标图用于其他历时、流域面积及月份的校正63

3.3.5 地形PMP及辐合PMP的合并64

3.4 非山岳地区PMP的地形修正65

3.4.1 绪言65

3.4.2 田纳西河恰塔努加以上流域66

3.4.2.1 地形影响66

3.4.2.2 PMP的推求67

3.4.2.3 季变化67

3.4.2.4 雨深—历时关系曲线68

3.4.2.5 PMP的地理分布69

3.4.2.6 PMP的时间分布72

3.5 山岳地区估算PMP的注意事项72

3.5.1 山岳地区基本资料的缺乏73

3.5.2 地形分割法73

第4章 统计估算74

4.1 统计方法的使用74

4.2 方法的发展75

4.2.1 基本理论75

4.2.2 Xn及Sn的特大观测值校正75

4.2.3 Xn及Sn的样本容量校正75

4.2.4 固定观测时限的校正77

4.2.5 面积化算曲线77

4.2.6 雨深—历时曲线78

4.3 应用步骤79

4.4 概化估算81

4.5 注意事项82

第5章 概化估算83

5.1 绪言83

5.2 利用概化图估算非山岳地区PMP84

5.2.1 水汽放大84

5.2.2 暴雨移置84

5.2.2.1 网格85

5.2.2.2 暴雨移置界线85

5.2.3 数据修匀（外包）85

5.2.3.1 网格点数据修匀（外包）85

5.2.3.1.1 雨深—历时修匀85

5.2.3.1.2 雨深—面积修匀85

5.2.3.1.3 时—面—深联合修匀85

5.2.3.1.4 地区修匀86

5.2.3.2 暴雨移置界线数据修匀（外包）86

5.2.3.2.1 地区修匀86

5.2.3.2.2 雨深—历时修匀86

5.2.3.2.3 雨深—面积修匀86

5.2.3.2.4 时—面—深联合修匀86

5.2.3.3 绘制最终清图87

5.2.3.3.1 剖面图87

5.2.3.3.2 各种PMP图间一致性的保持87

5.2.4 补充考虑87

5.2.5 一般注意89

5.2.6 步骤总结90

5.2.7 非山岳地区概化PMP对特定流域应用估算90

5.2.7.1 时间分布92

5.2.7.2 等值线线型92

5.2.7.3 等值线方位93

5.2.7.4 等值线数值96

5.2.7.4.1 等值线标注各个最大的3个6h增量诺模图97

5.2.7.4.2 其余6 h增量的等雨量标记99

5.2.7.5 流域PMP暴雨类型区域的选择99

5.2.7.6 分段步骤99

5.3 山岳地区PMP估算105

5.3.1 绪言105

5.3.2 田纳西河流域259km2以下面积的PMP105

5.3.2.1 美国东部的特大降雨106

5.3.2.2 局部地形的分类106

5.3.2.3 大尺度地形影响106

5.3.2.4 2.6km2PMP雨深—历时曲线108

5.3.2.5 水汽及纬向梯度的调整109

5.3.2.6 6h 2.6km2PMP指标图109

5.3.2.7 降雨的时程分配109

5.3.2.8 特定流域的PMP113

5.3.3 田纳西河流域259～7770km2的PMP114

5.3.3.1 非山岳地区PMP的推求114

5.3.3.2 地形和山地对PMP的影响114

5.3.3.3 地形催化调整117

5.3.3.4 259km2界面处PMP的调整118

5.3.3.5 时空分布118

5.3.3.6 特定流域的PMP120

5.3.4 美国大陆分水岭与第103°子午线之间的PMP估算123

5.3.4.1 暴雨分割方法123

5.3.4.2 山岳因素（T/C）125

5.3.4.3 暴雨强度系数（M）126

5.3.4.4 PMP计算126

5.3.4.5 雨深—面积关系128

5.3.5 美国西南科罗拉多河和大盆地流域的PMP估算值130

5.3.5.1 地形降水指标130

5.3.5.2 流域面积变化132

5.3.5.3 历时变化132

5.3.5.4 地形PMP与辐合PMP的综合134

5.3.6 肯塔基州的约翰河杜威大坝上游流域的PMP值估算134

5.3.6.1 山岳系数（T/C）135

5.3.6.2 暴雨强度系数（M）136

5.3.6.3 约翰河流域的PMP计算137

5.3.7 美国太平洋西北部地区局地暴雨PMP概化估算137

5.3.7.1 概述137

5.3.7.2 水汽极大化137

5.3.7.3 高程调整、水平移置调整138

5.3.7.4 PMP的雨深—历时关系138

5.3.7.5 PMP的雨深—面积关系138

5.3.7.6 西北地区1h 2.6 km2PMP图138

5.3.7.6.1 成果分析138

5.3.7.6.2 与其他研究比较139

5.3.7.7 特定流域局地暴雨PMP估算步骤141

5.3.7.8 局地暴雨PMP估算实例142

5.3.8 美国加利福尼亚州PMP估算143

5.3.8.1 概述143

5.3.8.2 一般暴雨法估算PMP的步骤及算例144

5.3.8.2.1 描边界144

5.3.8.2.2 估算PMP144

5.3.8.2.3 求雨深—历时关系145

5.3.8.2.4 求面积折减系数146

5.3.8.2.5 绘制PMP增长曲线147

5.3.8.2.6 PMP的时程分配和面分布147

5.3.8.3 局地暴雨法估算PMP的步骤及算例148

5.3.9 地形调整155

5.4 澳大利亚短历时和小面积PMP估算156

5.4.1 概述156

5.4.2 澳大利亚和美国的记录暴雨比较156

5.4.3 GSDM时—面—深数据的应用158

5.4.3.1 地理变化158

5.4.3.2 PMP的时间分配160

5.4.3.3 PMP的空间分配160

5.4.3.4 季节变化163

5.4.4 计算短历时小面积PMP的步骤163

5.5 澳大利亚长历时暴雨PMP估算164

5.5.1 绪言164

5.5.2 暴雨数据库的建立164

5.5.2.1 暴雨选择164

5.5.2.2 数据质量控制165

5.5.2.3 暴雨分析与网格化165

5.5.2.4 暴雨时程分配165

5.5.2.5 时—面—深分析166

5.5.2.6 暴雨露点温度166

5.5.3 概化暴雨数据库167

5.5.3.1 地区、地带、均一性167

5.5.3.2 时—面—深分析167

5.5.3.3 降雨的地形增强167

5.5.3.4 水汽放大和标准化170

5.5.3.5 暴雨机制衰变的地理变化173

5.5.3.6 时—面—深曲线外包173

5.5.4 特定流域PMP的估算方法175

5.5.4.1 流域的面积和位置175

5.5.4.2 PMP辐合分量估算175

5.5.4.3 PMP地形分量估算176

5.5.4.4 流域PMP估算176

5.5.4.5 PMP暴雨的设计空间分布177

5.5.4.6 PMP暴雨的设计时程分布177

5.6 中国24h点PMP概化估算178

5.6.1 简介178

5.6.2 中国的24h特大降水179

5.6.3 暴雨气象因子放大估算179

5.6.4 统计估算法179

5.6.5 暴雨频率估算179

5.6.5.1 暴雨资料179

5.6.5.2 重现期180

5.6.5.3 频率曲线与统计参数180

5.6.5.4 暴雨频率等值线图绘制180

5.6.6 24h点PMP等值线图绘制180

5.6.6.1 统计成果的分析与确定180

5.6.6.2 等值线图绘制步骤180

5.6.7 2 4h点PMP等值线图的应用181

5.7 注意事项181

第6章 热带地区的PMP估算184

6.1 中纬度方法的修正184

6.1.1 暴雨气象分析184

6.1.2 时—面—深分析185

6.1.3 水汽放大185

6.1.4 风速放大187

6.1.5 暴雨移置187

6.1.6 时序和空间放大189

6.2 单独区域的PMP估算189

6.2.1 夏威夷群岛的PMP190

6.2.1.1 非山岳地区PMP190

6.2.1.2 降雨的坡面增强190

6.2.1.3 概化PMP估算190

6.2.2 亚州东部湄公河流域下游的PMP191

6.2.2.1 季节平均降水图192

6.2.2.2 作为PMP原型的台风193

6.2.2.3 美国热带暴雨的修正194

6.2.2.4 越南热带暴雨的修正195

6.2.2.4.1 内陆距离和水汽来源的修正195

6.2.2.4.2 纬度调整197

6.2.2.4.3 障碍调整197

6.2.2.4.4 流域地形调整197

6.2.2.4.5 合并调整198

6.2.2.5 PMP概化估算199

6.2.2.6 时程分配199

6.2.2.7 空间分布200

6.2.2.8 特定流域的PMP201

6.2.3 印度的PMP估算203

6.2.3.1 简介203

6.2.3.2 非山岳地区PMP初始值204

6.2.3.3 非山岳地区PMP初始值的调整204

6.2.3.4 非山岳地区PMP的最终值206

6.2.4 印度Chambal、Betwa、Sone和Mahi流域的PMP估算206

6.2.4.1 绪言206

6.2.4.2 小尺度流域PMP估算206

6.2.4.3 中尺度流域PMP估算208

6.2.4.3.1 Chambal流域描述208

6.2.4.3.2 影响Chambal流域的天气系统209

6.2.4.3.3 暴雨分析209

6.2.4.3.4 PMP估算210

6.2.4.4 大尺度流域PMP估算214

6.2.4.5 暴雨时程分配214

6.2.4.6 应用实例215

6.2.5 中国海南岛昌化江流域大广坝工程的PMP估算215

6.2.5.1 简介215

6.2.5.2 昌化江流域暴雨地形分量估算215

6.2.5.3 海南岛非山岳地区PMP时—面—深关系216

6.2.5.4 大广坝流域24h PMP估算217

6.2.5.4.1 昌化江流域非山岳地区24h设计的PMP的DAD曲线217

6.2.5.4.2 昌化江流域非山岳地区24h PMP的空间分布217

6.2.5.4.3 台风强度调整218

6.2.5.4.4 综合调整系数218

6.2.5.4.5 PMP估算218

6.2.5.4.6 24h PMP的时程分配219

6.2.5.5 PMP成果合理性分析219

6.2.5.5.1 与本流域实测暴雨记录比较219

6.2.5.5.2 与中国大中型水利工程24h PMP比较219

6.2.5.5.3 与美国东南部墨西哥湾沿岸的概化PMP比较219

6.3 注意事项220

第7章 基于流域面积的PMP估算及其在中国的应用221

7.1 绪言221

7.2 推求PMP/PMF的方法概要221

7.2.1 主要特点221

7.2.2 步骤框图222

7.2.3 工程特性及设计要求223

7.2.4 流域、暴雨／洪水特性及气象成因分析223

7.2.5 暴雨模式定性特征推断223

7.2.5.1 问题及其意义223

7.2.5.2 推断的内容223

7.2.5.3 推断的方法223

7.2.5.4 示例223

7.2.5.4.1 根据工程要求分析224

7.2.5.4.2 根据本流域实测暴雨洪水资料分析224

7.2.5.4.3 根据本流域调查和历史文献记载的暴雨洪水资料分析224

7.2.5.4.4 根据邻近的相似流域的特大暴雨洪水资料分析224

7.2.5.4.5 根据流域特性分析224

7.2.5.4.6 根据天气形势分析225

7.2.5.5 其他国家类似工作226

7.2.6 多种方法综合分析227

7.2.7 成果合理性检查227

7.2.7.1 各个环节处理情况检查227

7.2.7.2 与本流域历史特大暴雨／洪水比较228

7.2.7.3 与邻近流域比较228

7.2.7.4 与以往估算成果比较228

7.2.7.5 与世界暴雨／洪水记录比较228

7.2.7.6 与频率分析成果比较228

7.2.7.7 其他国家的类似工作229

7.3 当地模式法229

7.3.1 适用条件229

7.3.2 模式选择229

7.3.3 模式严重性分析229

7.3.4 模式极大化229

7.3.4.1 概述229

7.3.4.2 可能最大水汽因子的选定230

7.3.4.3 可能最大动力因子的选定230

7.3.4.3.1 动力因子的表示方法230

7.3.4.3.2 效率因子的优点230

7.3.4.3.3 可能最大效率的选定231

7.3.4.4 模式放大231

7.3.5 算例231

7.3.5.1 PMP暴雨模式定性特征推断231

7.3.5.2 选择模式231

7.3.5.3 选择暴雨代表性露点231

7.3.5.4 计算典型暴雨的效率232

7.3.5.5 确定极大化参数232

7.3.5.6 计算放大倍比232

7.3.5.7 放大典型232

7.4 移置模式法233

7.4.1 适用条件233

7.4.2 移置对象（被移置暴雨）选择233

7.4.3 移置可能性分析233

7.4.3.1 地理和气候条件比较233

7.4.3.2 地形条件比较233

7.4.3.3 暴雨（洪水）时面分布特性比较234

7.4.3.4 天气成因比较234

7.4.3.5 综合判断234

7.4.4 雨图安置234

7.4.5 移置调整234

7.4.5.1 一般方法235

7.4.5.2 地形综合改正法235

7.4.5.2.1 平原和山区雨量对比法235

7.4.5.2.2 地形廊线与雨量廓线对比法235

7.4.6 算例236

7.4.7 干旱半干旱地区的暴雨移置237

7.4.7.1 暴雨特性237

7.4.7.2 PMP估算特点237

7.5 组合模式法238

7.5.1 适用条件238

7.5.2 组合方法238

7.5.2.1 相似过程代换法238

7.5.2.1.1 方法概念238

7.5.2.1.2 典型过程的选取238

7.5.2.1.3 相似过程代换的原则239

7.5.2.1.4 方法步骤239

7.5.2.2 演变趋势分析法239

7.5.2.2.1 方法概念239

7.5.2.2.2 组合基点的选取239

7.5.2.2.3 演变趋势分析的原则240

7.5.2.2.4 方法步骤240

7.5.3 组合方案的合理性分析240

7.5.3.1 从天气学上进行分析240

7.5.3.2 从气候学上进行论证240

7.5.3.3 用本流域历史特大暴雨洪水进行比较240

7.5.4 组合模式放大241

7.5.5 算例241

7.5.5.1 相似过程代换法241

7.5.5.1.1 流域概况241

7.5.5.1.2 PMP的主要特征判断241

7.5.5.1.3 暴雨组合241

7.5.5.1.4 组合模式的合理性分析242

7.5.5.1.5 组合模式的极大化242

7.5.5.2 演变趋势分析法243

7.5.5.2.1 两次暴雨过程天气形势演变可能性分析243

7.5.5.2.2 环流型演变的可能性分析243

7.5.5.2.3 暴雨天气系统演变可能性分析243

7.5.5.2.4 组合后暴雨时空分布分析243

7.6 PMF估算245

7.6.1 绪言245

7.6.2 由PMP推求PMF的基本假定245

7.6.3 PMP条件下的产汇流特点245

7.6.3.1 产流特点246

7.6.3.2 汇流特点246

7.6.4 由PMP转换为PMF的方法246

7.6.5 前期影响雨量和基流246

7.7 特大流域PMP/PMF估算247

7.7.1 绪言247

7.7.2 重点时空组合法247

7.7.2.1 基本思路247

7.7.2.2 方法步骤247

7.7.2.2.1 主要区间和主要时段的PMP/PMF248

7.7.2.2.2 次要时段的相应洪水248

7.7.2.3 算例248

7.7.3 历史洪水暴雨模拟法248

7.7.3.1 绪言248

7.7.3.2 基本思路250

7.7.3.3 方法步骤250

7.7.3.3.1 历史洪水相应暴雨时面分布的推估250

7.7.3.3.2 历史洪水相应暴雨代表性露点的推估250

7.7.3.4 算例250

7.7.3.4.1 洪水概况251

7.7.3.4.2 暴雨模拟251

7.7.3.4.3 放大252

7.7.3.4.4 可能最大洪水253

致谢254

附录1 饱和假绝热大气可降水量表255

附录2 世界已知最大雨量265

附录3 世界已知最大洪水278

附录4 术语285