城市暴雨强度公式数据采样新方法

随着计算机技术的发展,降雨资料将由原先的自记雨量记录资料转换成统一格式的逐分钟降雨量记录电子数据。针对这种纸质文件资料电子化、图形文件资料数据化的情况,开发出了新的城市暴雨强度公式数据采样方法,该数字化采样方法可以与气象局提供的电子数据进行无缝衔接,采用年多个样法和年最大值法两种方法选取样本。该方法避免了人为取样的主观性,同时大大减轻了样本采集的工作量,提高了统计资料的可靠性与统计方法的合理性以及公式推求的效率和正确性。     

长春市新一代暴雨强度公式的推求研究

以长春国家基准气候站1983年—2012年连续30年的暴雨样本资料为基础,分别采用年多个样法和年最大值法选样,利用指数分布、皮尔逊-Ⅲ型分布和耿贝尔分布进行频率分析,采用图解法结合最小二乘法和拟牛顿法对长春市新一代暴雨强度公式进行了推导。结果表明:1增加了150 min和180 min两个选样降雨历时时段,不会影响公式的精度;2在参数推求过程中,重现期为0.25年、0.33年和100年的平均误差较大,建议重点推求重现期为1~20年的暴雨强度公式;3采用年多个样法选样、指数分布曲线优化、拟牛顿法参数推求的暴雨强度公式的平均误差最小,满足《室外排水设计规范(2011年版)》(GB 50014—2006)的要求;4当降雨历时10 min时,选用新一代暴雨强度公式计算,安全性更高。     

西安市暴雨强度公式的推求研究

收集了西安市1961年—2008年的全部降雨资料,分别采用年多个样法和年最大值法选取雨样,并通过指数分布和皮尔逊-Ⅲ型分布曲线进行频率分析,最终得到9组i-t-P表。对频率分析后的数据采用改进型高斯—牛顿法(LM法)等6种优化算法求解公式参数,并在Matlab的平台上编制推求软件,发现以年多个样法选样、指数分布曲线调整频率和LM法求解参数所获得的暴雨强度公式的误差最小。推求所得总公式的绝对均方差和相对均方差分别为0.011 6 mm/min和1.58%,较旧公式的精度提高了12.8%,目前已代替旧公式作为西安市的暴雨强度公式。     

上海市短历时暴雨强度公式研究

在对上海市短历时暴雨强度公式研究中,介绍了降雨观测站点的选择、基础资料的获取、暴雨选样方法与数据统计。按年多个样法和年最大值法分别推求了新编暴雨强度公式,并与现行公式进行比较。最后通过工程实例,阐述了工程设计应用的结果。     

巴中市暴雨强度公式推求研究

根据巴中国家基本气象站1961年~2015年连续55 a降水资料,基于年最大值法和年多样法建立11个历时暴雨样本序列,利用P-Ⅲ分布、指数分布、耿贝尔分布模型进行频率分析,结合最小二乘法和高斯-牛顿迭代法对巴中暴雨强度公式进行推求。结果表明:指数分布模型不适用巴中样本资料拟合;推求得到各种公式组合中,"年最大值法-最小二乘法-耿贝尔分布"为误差最小,将作为巴中暴雨强度最终公式;巴中现行公式(汉中版)已不适用于巴中城市,使用新公式更有利于提高城市暴雨防御等级。     

最大值选样配合指数分布曲线推求雨强公式

以浙江省32个市(县)的暴雨资料为研究样本,提出采用年最大值法选样配合指数分布曲线推求城市暴雨强度公式的方法,在理论和实践的结合上对参数寻优问题进行了创新,具有推广应用价值.     

重庆主城暴雨强度公式推求

根据重庆主城三十年(1954～1983) 的原始暴雨资料, 采用“年多个样法”建立数理统计样本, 分别应用指数分布曲线和皮尔逊- Ⅲ型分布曲线, 调整样本中暴雨资料频率, 得出暴雨强度- 降雨历时- 重现期的关系, 在此基础上首次提出并运用“解析法”和“分组平均法”求解单一重现期暴雨强度公式的参数、调整各重现期暴雨强度公式的参数值,得到重庆市主城暴雨强度公式     

城市排水与防洪排涝设计中重现期的确定

城市排水与防洪排涝是关系到城市安全、环境保护的基础工程,但城建的给排水专业和水利专业所涉及的重现期却不一致,使整个城市的水体排放设计不能达到一个统一的标准。该文着重从样本选取方法上,分析了重现期产生差别的原因,指出对某一地区而言,只要根据水利部门由年最大值法和城建部门由年多个样法计算的暴雨强度公式,就能推求出在相同降雨历时重现期的对应关系。     

含有重现期修正系数的暴雨强度公式参数的确定

暴雨强度公式是城镇排水工程设计的基本依据之一。基于《室外排水设计规范》(2011年版)3.2.4条及实际应用情况,对于年最大值法选样提出重现期的最小值应略大于1,并通过实例验证这是必要的,可避免有降雨资料但未利用而导致的较大外延误差。当雨力A与重现期的对数lg P不呈直线趋势时,暴雨强度公式中引入重现期修正系数d是必要的,研究了引入该系数的判别方法,以及采用麦夸尔特法确定含有该系数的5参数暴雨强度公式参数的方法。结合实例,分别用直接拟合法和传统方法确定4参数暴雨强度公式和含有修正系数的5参数暴雨强度公式,两种方法的计算结果均表明,5参数暴雨强度公式的拟合均方差显著减小;直接拟合法求得的5参数暴雨强度公式拟合实测雨强样本的误差平方和显著小于传统方法所求5参数公式拟合的结果。     

城市化效应对上海短历时设计暴雨强度的影响

了解城市化对短历时设计暴雨强度的影响，对改善市政基础设施的设计、管理有重要意义。利用上海徐汇区40年完整的降雨资料和市郊站点25年的短历时降雨年最大值资料，分别推求了上海市中心城区和市郊区县的暴雨强度公式。通过同一时期中心城区和区县设计雨量的对比，结合气候和地理因素的影响分析，揭示了上海中心城区与市郊短历时设计暴雨强度的差异及其与重现期的关系。在国内目前的设计重现期下，城市化效应对上海城区排水系统的设计标准并无实质性影响；重现期〉1a，则中心城区的设计雨量反而小于郊县，其暴雨强度公式应用于多数区县排水系统的设计不甚安全；南汇区的短历时设计暴雨强度明显大于中心城区，其排水系统设计宜考虑采用当地的暴雨强度公式。     

杭州市设计暴雨强度信息技术研究

运用水文学、气候学、地貌学、计算机和GIS技术,采集了杭州地区824站的年降水实测资料,推求出了23个雨量站的暴雨强度公式,对整个杭州市的设计暴雨强度空间分布进行了深入研究.利用趋势面配合距离加权方法绘制了短历时暴雨强度等值线,并建立了设计暴雨强度信息查询系统,为杭州市的雨水排水工程规划建设和管理服务.     

小样本流域降雨强度公式和设计降雨分布的推求方法

以挪威中部瑞斯沃伦(RISVOLLAN)流域1991年-2000年的降雨观测资料为基础,采用中国国家标准(GBJ 14-87)推荐的适用于观测期较短、观测雨量数据较少的年多次取样方法,在进行经验和理论频率分析的基础上,确定了设计降雨的重现期(T)及其对应的频率(P)、降雨强度(i)和降雨历时(t)的关系(即P-i-t曲线),以及降雨强度公式和设计降雨分布,从而为该流域现有管网的排水能力校核提供了参考依据.     

谈暴雨强度公式研究现状的几点看法

对国内外暴雨强度公式研究现状进行了阐述和分析,探索了暴雨选样、频率分布模型选择、暴雨强度公式参数求解三种推求公式方法的准确性与合理性,比较了国内外推导暴雨强度公式的异同,并提出了推导公式的建议。     

基于SPSS软件的暴雨强度公式推求

根据重现期、暴雨强度、降雨历时关系表,推求暴雨强度公式中各参数,是一个非线性已知关系式的参数估计问题。文中提出了用SPSS软件推求暴雨强度公式参数的方法,实例表明该方法实用可行,拟合精度较高。     

西安市暴雨强度公式的推导与研究

采用座标抄录自记雨量资料，１ａ多次法选样，以指数型频率分布配合，经编制程序上机寻优确定ｂ值等计算，推导出西安市新编制的暴雨强度公式ｉ＝。经误差分析及新旧公式对比，发现新公式精度高，符合西安市暴雨实际情况。     

考虑经验因素的暴雨频率曲线最优化拟合算法

暴雨频率曲线拟合是推求暴雨强度公式必不可少的步骤,考虑经验因素进行暴雨频率曲线拟合,提出将暴雨强度频率曲线拟合作为最优化问题,采用加权阻尼高斯牛顿迭代算法求解。与已有方法相比,提出引入权重系数以提高工程常用重现期段拟合精度,避免不同历时暴雨频率曲线相交;提出应用有限差分法简化雅克比矩阵计算,并在海塞矩阵对角添加阻尼系数改进迭代收敛。以云南省保山市隆阳区33a实测降雨资料为例,证明了算法的可行性及实用性。     

现行规范中城市暴雨强度公式有关问题探讨

剖析了编制现行城市暴雨强度公式工作中存在的计算工作繁琐和选样方法不尽合理等问题,在收集了浙江省700余个雨量站的雨量观测资料的基础上,经分析比较后选取位于城市地区和资料系列较长的48个站点、1688站／a雨量资料,运用现代水文学原理,提出了一整套简便、适应性强、有较高精度的暴雨强度公式的编制方法,具有较高的实际应用价值。