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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 PMP 43

3.1.6.1 地形分割法估算山岳地区PMP 43

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PMP 54

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PMP 58

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PMP 61

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PMP 84

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PMP 105

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PMP 113

5.3.3 田纳西河流域259～7770km2的PMP 114

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PMP 120

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PMP 144

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PMP 190

6.2.1.1 非山岳地区PMP 190

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PMP 191

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PMP 201

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/PMF 248

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