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国内外PMP/PMF研究进展和评价
郭生练周芬王善序柴晓玲
(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉,430072)
摘要:概述国内外可能最大暴雨和可能最大洪水的研究进展,分析PMP/PMF估算方法的特点,比较各国的估算成果,发现我国的PMP/PMF外包线均位于他国之上,且PMF比印度、澳大利亚和美国偏大10—50%。通过分析探讨我国PMP/PMF估计偏大的原因,提出和建议今后的研究方向。
关键词:可能最大暴雨;可能最大洪水;频率分析法;水文气象法;研究进展;分析评价
PMP/PMF首先由美国于上世纪30年代提出,并用于工程设计,作为重要水库大坝和溢洪道的普遍设计标准,包括英国、澳大利亚、印度等在内的大多数国家做法与美国类似[1-4]。我国开展PMP/PMF的研究较美国晚30年左右,且多数方法从国外移植,并做了相应改进以适应我国的实际情况。在我国,PMP/PMF是失事后对下游将造成较大灾害的土石坝工程的最高校核标准。本文在广泛收集国内外文献资料的基础上,综述了国内外PMP/PMF的研究进展,分析估算方法的特点,通过比较各国PMP/PMF的估算成果,探讨我国PMP/PMF估计偏大的原因,提出和建议我国PMP/PMF的研究方向。
1 国内外PMP/PMF研究进展
国外PMP/PMF研究主要进展
美国在1947年完成了105°经线以东地区PMP的综合研究(面积控制在25900km2)。上世纪80年代以来,美国国家天气局(NWS)水文气象设计研究中心与各州合作研究出版了一系列水文气象报告(简称HMR),系统研究了可能最大暴雨数值的地区分布、时面深关系、季节变化、地形影响和设计时面雨型。英国在1975年发表了《洪水研究报告》[5]之后,1999年重新出版的《洪水估算手册》[6]又详细介绍了如何采用单位线和损失模型由PMP推求PMF。世界气象组织(WMO)1986年正式出版了可能最大降水估算手册[4]。澳大利亚气象局在上世纪90年代出版了多个研究热带和亚热带地区短历时小面积PMP估算方法的水文系列报告(简称HRS)。印度暴雨量级甚大,该国近年对西部的三次特大暴雨进行专门的研究,给出了热带地区PMP的估算方法和结果。
国内PMP/PMF研究主要进展
我国的PMP/PMF研究工作大致分为三个阶段:20世纪50年代至60年代,这一阶段采用的方法中除少数工程应用了暴雨组合和暴雨移置法外,其它都偏重于水汽输送、动能平衡、物理模式法等,其成果因理论上存在缺陷,且缺乏高空观测资料而较难令人信服,故未在实践中正式应用。20世纪70年代至80年代,这一阶段水文工作者注意把水文学和气象学方法密切结合起来,并将国外经验结合中国实际情况,在很多方法上有所创新。1975年8月河南省特大暴雨发生之后,我国广泛开展了可能最大暴雨的计算工作[7,8]。1980年正式出版了水利水电设计洪水计算规范[7],规定用可能最大暴雨洪水作为重要水利水电工程的复核保坝标准。理论研究成果以詹道江和邹进上编著的《可能最大暴雨与洪水》[9]、王国安编著的《可能最大暴雨和洪水计算原理与方法》[3]为代表,此外还有许多水文专家亦做了有关PMP/PMF的研究工作,并在工程设计中得到应用[10-16]。
2 国内外PMP/PMF估算方法综述
PMP估算方法
水利