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水电能源科学2025年第05期:基于Copula的西苕溪流域极端降雨洪水联合风险分析

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作者:蒋飞卿;朱易青;朱超;牛智星;陈宇飞;夏翔;王赠安;

单位:水利部南京水利水文自动化研究所;江苏南水科技有限公司;水利部水文水资源监控工程技术研究中心;江苏省溧阳市江南工程检测有限公司;江苏宁沪高速公路股份有限公司;

摘要:频繁发生的洪涝灾害是制约平原河网地区经济社会可持续发展的突出问题。为准确评估极端降雨情景下的洪水风险,以太湖上游的西苕溪流域为研究区,基于Copula函数建立极端降雨洪水的联合分布模型,分析极端降雨和径流的双变量频率;计算极端降雨和洪水事件组合的联合重现期、同现重现期和二次重现期,并绘制其等值线图;在计算不同极端降雨情景下极端径流的条件超过概率的基础上,进行极端降雨情景下的洪水风险分析,并绘制条件超过概率等值线图。结果显示,Joe-Frank Copula对于西苕溪流域极端降雨洪水联合分布的拟合效果最好;同一联合事件的双变量重现期中,联合重现期最小、同现重现期最大、二次重现期居中;当极端降雨量从1 136 mm增加到1 342 mm时,超过800 m~3/s径流的概率从61.89%增加到65.36%,超过1 400 m~3/s的概率从9.72%增加到11.01%。研究结果可为太湖流域的防洪安全管理提供更为精确的依据。

关键词:西苕溪流域;;极端降雨;;洪水;;联合风险分析;;Copula函数

基金资助:国家重点研发计划(2023YFC3006700);; 水利部水利科技项目(2023-117);;水利部重大科技项目(SKS-2022045);; 国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目(92047203)