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第1章 绪论1

1.1 研究背景与意义1

1.1.1 我国洪涝灾害概况1

1.1.2 国家重大需求分析1

1.1.3 研究的科学意义2

1.2 研究目标与主要研究内容2

1.2.1 研究目标2

1.2.2 主要研究内容2

1.2.3 关键科学问题3

1.3 总体思路及技术路线3

1.3.1 总体思路3

1.3.2 技术路线3

1.4 研究区概况5

1.4.1 珠江流域5

1.4.2 淮河流域7

第2章 区域水循环洪水模型与方法研究10

2.1 概述10

2.2 大尺度水文模型——VIC模型10

2.2.1 VIC模型简介10

2.2.2 数据来源及参数标定12

2.2.3 淮河和珠江流域大尺度水文模拟14

2.3 基于网格的流域汇流模型27

2.3.1 基本原理27

2.3.2 参数求解28

2.3.3 计算方案29

2.3.4 模型应用30

2.4 小结35

第3章 气候变化对极端洪涝水文事件的影响分析36

3.1 概述36

3.2 资料及数据说明36

3.2.1 水文气象资料36

3.2.2 其他数据39

3.3 过去60年（1951～2010年）极端洪水事件变化趋势分析43

3.3.1 研究方法与技术路线43

3.3.2 极端洪水事件发生频次变化44

3.3.3 极端洪涝水文事件强度和频率变化45

3.3.4 结果讨论58

3.3.5 初步结论59

3.4 未来洪水事件对气候变化的响应分析59

3.4.1 研究方法与技术路线59

3.4.2 模型介绍60

3.4.3 汛期年最大流量与日流量（径流深）相关分析62

3.4.4 基准期及未来20～50a日流量过程模拟63

3.4.5 极端水文事件对未来气候变化的响应70

3.4.6 初步结论106

3.5 小结107

第4章 气候变化条件下洪水频率计算方法研究108

4.1 概述108

4.2 目前研究方法及存在问题108

4.2.1 国际目前洪水频率计算方法108

4.2.2 我国现行洪水频率计算方法109

4.2.3 目前研究中存在的问题109

4.3 考虑气候变化影响的非稳态水文极值系列洪水频率计算方法110

4.3.1 水文极值与气候影响因子关系的初步分析110

4.3.2 淮河流域水文极值统计预测模型113

4.3.3 研究结果与主要结论116

4.4 环境变化引起的非稳态水文极值系列洪水频率计算方法117

4.4.1 降水强度增大下洪水频率计算方法118

4.4.2 降水频次增加下洪水频率计算方法122

4.4.3 洪水历时缩短下洪水频率计算方法128

4.5 小结131

第5章 区域洪水频率分析方法研究133

5.1 概述133

5.2 区域洪水频率分析原则133

5.3 指标洪水法134

5.3.1 “水文相似性”聚类分析134

5.3.2 分区合理性检验135

5.3.3 指标洪水法计算区域洪水频率136

5.4 珠江流域区域频率分析137

5.4.1 资料与数据137

5.4.2 水文相似性分区139

5.4.3 分区结果的检验140

5.4.4 指标洪水法计算区域频率141

5.4.5 本节小结145

5.5 淮河流域区域频率分析145

5.5.1 资料与数据145

5.5.2 水文相似性分区146

5.5.3 分区结果的检验147

5.5.4 指标洪水法计算区域频率148

5.5.5 小结151

5.6 气候变化情景下珠江流域洪水频率分析152

5.6.1 气候变化情景下径流模拟152

5.6.2 气候变化下珠江区域洪水频率分析154

5.7 小结163

第6章 气候变化对重要大型水库设计和区域防洪安全风险的影响评估164

6.1 概述164

6.2 北江流域研究区概况165

6.3 飞来峡水库极端洪水事件历史发生规律和演变趋势167

6.3.1 资料与方法167

6.3.2 极端气候事件的趋势强度分析169

6.3.3 极端气候事件的趋势稳定性分析173

6.3.4 极端气候指标时间序列分析176

6.3.5 极端气候指标相关关系分析179

6.3.6 强降雨变化分析179

6.3.7 洪水变化分析185

6.3.8 相关性分析187

6.4 气候变化背景下飞来峡水库水文情势未来趋势分析189

6.4.1 资料与方法189

6.4.2 飞来峡流域VIC模型构建191

6.4.3 飞来峡流域VIC模型评估193

6.4.4 CMIP5多模式集合数据适应性评估194

6.5 气候变化背景下极端洪水对其工程设计、运行等防洪安全影响196

6.5.1 月气温及月降雨变化情景预估196

6.5.2 月流量变化情景预估197

6.5.3 未来情景洪水频率变化可信度分析198

6.5.4 未来情景极端入库洪水风险预估201

6.6 小结202

第7章 气候变化对重要蓄滞洪区运用和区域防洪安全风险的影响评估204

7.1 概述204

7.2 淮河流域研究区概况205

7.3 王家坝以上流域极端洪水事件历史发生规律和演变趋势206

7.3.1 资料与方法206

7.3.2 王家坝以上流域不同历时年最大面降雨量的线性变化趋势及突变特征208

7.3.3 王家坝以上流域不同历时最大洪量的线性变化趋势及突变特征211

7.4 气候变化背景下蓄滞洪区极端洪水事件未来趋势分析214

7.4.1 基准期及RCPs情景下王家坝断面流量过程模拟214

7.4.2 极端水文事件对未来气候变化的响应215

7.5 气候变化背景下极端洪水对区域防洪安全的影响216

7.5.1 气候变化对蒙洼蓄滞洪区运用的可能影响217

7.5.2 气候变化对区域防洪的可能影响217

7.5.3 结果讨论218

7.6 小结219

第8章 气候变化对沿海城市防洪安全的影响评估221

8.1 概述221

8.2 典型沿海城市广州市概况221

8.3 广州市水文气象要素时空变化历史规律和演变趋势分析222

8.3.1 致涝的短历时暴雨变化222

8.3.2 日强降雨变化226

8.3.3 气温变化228

8.3.4 沿海相对海平面变化228

8.4 广州市城区雨潮风险概率模型构建230

8.4.1 雨潮联合分布函数构建230

8.4.2 雨潮组合风险概率模型235

8.5 气候变化对广州市城区内涝风险概率影响评估238

8.5.1 广州未来气候情景预估238

8.5.2 广州未来海平面变化预估240

8.5.3 广州雨潮组合风险概率对气候变化的响应241

8.6 小结245

第9章 气候变化对滨河城市洪涝风险的影响评估247

9.1 概述247

9.2 资料与方法247

9.2.1 研究区概况248

9.2.2 模式资料248

9.2.3 VIC模型248

9.2.4 Copula函数249

9.2.5 遭遇概率模型250

9.2.6 参数估计250

9.3 结果分析251

9.3.1 联合分布函数的确定251

9.3.2 未来气温降水变化预估253

9.3.3 历史城市暴雨洪水遭遇概率分析253

9.3.4 未来情景下外洪与城市暴雨遭遇概率趋势分析254

9.4 小结256

第10章 结论及对策建议258

10.1 结论258

10.2 对策建议259

参考文献261