城市暴雨强度公式拟合方法研究

传统方法确定暴雨强度总公式的参数需要经过理论频率曲线拟合和总公式参数拟合两个环节,但由此法求得的暴雨强度总公式拟合实测雨强样本的误差平方和不为最小。本文采用非线性回归方法,研究了暴雨强度总公式直接拟合实测雨强样本的直接拟合法,使所求总公式拟合实测雨强样本的误差平方和为最小,实现了总公式参数的直接寻优。结合两个实例,对直接拟合法与采用不同理论频率分布的传统方法进行了比较,结果表明,直接拟合法切实可行,不仅使拟合精度提高,而且减少了不同理论频率曲线的选择与拟合环节,可避免推求暴雨强度总公式参数的任意性。     

昆明市城市暴雨强度公式拟合研究

暴雨是引起昆明城区洪涝灾害的直接原因,对城市交通、群众生活、财产安全和经济发展有很大影响。对昆明市大观楼站1958～2002年暴雨资料进行分析,选用年最大值法和年多个样法,分别采用皮尔逊Ⅲ型分布模型、耿贝尔分布模型、指数分布模型拟合昆明市城市暴雨强度总公式和分公式。3种公式精度比较表明：采用指数分布模型拟合的昆明市城市暴雨强度公式精度较高。拟合的暴雨强度公式可用于洪水灾害的危险性分析、城市给水排水设计等洪水灾害管理中,对昆明市的防涝、排涝、排水设施规划和工程设计具有重大意义。     

采用不同路径推求城市暴雨强度总公式的拟合误差分析

传统方法确定暴雨强度总公式的参数需要经过理论频率曲线拟合、总公式参数拟合两个环节;而直接拟合法利用非线性回归方法直接拟合实测雨强样本。本文从理论上分析与比较了这两种不同路径推求暴雨强度总公式拟合实测雨强样本的误差。所得结果表明,由直接拟合法求得的总公式拟合实测雨强样本的误差平方和小于传统方法的相应结果,该结论具有普适性。因此,直接拟合法不仅避免了选择何种理论频率曲线的纠结及推求暴雨强度总公式参数的任意性,而且能提高拟合精度。     

六盘水市新版暴雨强度公式推求探讨

暴雨强度公式的精度与资料的代表性有关,研究基于1983~2013年降雨资料,分析并推求出六盘水市新版暴雨强度公式。同时,新旧公式对比表明,两代公式差异显著,差率绝对值小于10%的比例仅为31.8%,大于30%的比例则占到25.0%。当降雨历时、重现期较小时,原公式暴雨强度计算值较小,反之则新公式计算值较小。     

迭代法推求暴雨强度公式参数

作者通过对常熟市暴雨强度公式修编的实践，总结出一种线性近似非线性、迭代法逐次逼近最优公式参数的推求方法，由此推得的暴雨强度公式的绝对均方差均优于文中提到的其它方法，且具有无需人为干预，迭代收敛稳定、迅捷等优点。并提出了在推求包含频率变数的暴雨强度总公式时，依据公式的应用要求采用不同的目标函数推求可提高公式精度的观点。     

基于规划求解的暴雨强度公式推求方法研究

在编制暴雨强度公式时,存在原始降雨资料中包含的异常值影响暴雨强度公式的准确度,皮尔逊-Ⅲ型理论频率曲线拟合工作量大等问题。针对以上问题,阐述了异常值剔除的方法,分析了变异系数(Cv)、偏态系数(Cs)对皮尔逊-Ⅲ型分布曲线拟合的影响规律。同时,基于重庆市酉阳县1993-2013年共计21a的暴雨资料,采用Excel规划求解优化皮尔逊-Ⅲ型分布曲线的拟合参数,分别利用基于规划求解的最小二乘法和高斯牛顿法,推求暴雨强度公式,并对其拟合精度和误差进行了对比分析。提出的规划求解法能有效避免拟合暴雨强度公式适线过程中目估适线法所导致的主观影响,通过对比分析解析了提高收敛速度和精度的暴雨强度总公式的推求方法。     

韶关市城区暴雨强度公式推求优化研究

该文以推求韶关市城区暴雨强度公式为例,选取韶关站年最大暴雨资料进行分析,将3种不同频率曲线成果采用多种优化方法进行对比分析求解总分公式,计算成果满足规范要求。     

利用Marqardt-Hartley法推求合肥暴雨强度公式参数

传统的计算暴雨强度公式参数的方法有图解法、图解与最小二乘计算结合法、数理统计法,这些方法计算繁琐,工作量大,根据Marqardt-Hartley法原理编制计算机程序进行计算,效率与准确率均较高。     

嵊泗县暴雨强度公式推求

利用嵊泗国家基准气候站1980—2015年共36 a降水资料,选取并分析计算5,10,15,20,30,45,60,90,120,150,180 min共11个时段逐年最大降水量样本,依据规范要求和城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则,对嵊泗县暴雨强度公式进行推求,得到以下结论:1嵊泗县强降水时间发生频率变化...     

扬州市短历时暴雨强度公式参数推求

根据扬州市主城区雨量站27年(1985～2011)的暴雨整编资料,采取年最大值法建立数理统计样本,采用皮尔逊-Ⅲ型频率曲线对所选样本进行拟合,得出暴雨强度i-降雨历时t-重现期p的关系,根据此关系表,运用SPSS统计软件计算暴雨强度公式各参数并进行精度分析,从而得到扬州市各重现期的暴雨强度分公式及暴雨强度总公式。结果表明:该方法拟合精度高,适用于其他同类型城市暴雨强度公式的编制。     

关于适线法中经验频率计算公式的对比研究

阐述适线法的理论基础并简介 1 0个经验频率计算公式 .采用统计试验方法 ,选取常见的 8个经验频率公式 ,对P Ⅲ型分布适线计算的设计值优劣进行对比分析 .结果表明 :用数学期望公式计算的结果偏大 ;华氏公式、海森公式、Маматнов公式的计算结果相对较好 .研究还表明 ,一般用绝对值准则适线求得的结果要优于平方和准则适线的结果     

暴雨衰减指数为函数型的暴雨强度公式确定方法

暴雨强度公式是城镇排水工程设计的基本依据之一。为提高暴雨衰减指数随重现期显著变化时暴雨强度公式的拟合精度,结合实例研究了采用麦夸尔特法确定衰减指数为函数型的五参数暴雨强度公式的方法。计算结果表明,五参数暴雨强度公式能显著提高拟合精度,由该公式计算的残差平方和及各重现期的绝对均方差(即标准差)均明显小于四参数公式的计算结果,其各重现期的绝对均方差均小于0.05mm/min。该方法能有效降低重现期较小与较大时的绝对均方差。此外,给出了麦夸尔特法的计算程序框图,为编写计算程序代码奠定基础。     

基于不同优化算法的土壤水分特征曲线模型模拟性能分析

土壤水分特征曲线反映了包气带土壤孔隙中水分质量与能量之间的基本关系,同时也间接反映出土壤内部的孔隙情况。土壤水分特征曲线模型对实测土壤持水数据的拟合效果不仅取决于所选用的模型,还依赖于对拟合算法的选取。基于UNSODA 2.0数据库中世界各地实测土壤持水数据,采用多种高效拟合算法(遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法、差分演化算法)对4种应用广泛的土壤水分特征曲线模型(Brooks-Corey模型、van Genuchten模型、Kosugi模型、Biexponential模型)进行研究,旨在获取最适宜拟合土壤水分特征曲线的模型与拟合算法。结果表明:van Geunchten模型对较细和较粗质地土壤的实测持水数据拟合效果较好; Biexponential模型在中等质地土壤类型下的拟合效果较好;而Brooks-Corey模型拟合效果整体较差;粒子群算法与差分演化算法对土壤水分特征曲线的拟合效果最佳;模拟退火算法在运算效率上高于其他算法,当需处理的数据量较大时使用该算法可显著缩短运算时间。研究成果可以为农田水利、生态水文等研究中土壤水力参数的选取提供指导和参考。     

不同选样方法设计暴雨重现期衔接关系探讨

目前国内推行采用年最大值法进行短历时暴雨选样,为了解决年最大值法选样在小重现期(1a~5a)内暴雨强度设计值明显偏小以及设计重现期的衔接问题,以广州市设计暴雨为例,采用不同频率分布模型对年最大值法及年多个样法进行频率分布适线,得到不同情形下的暴雨强度公式。结果表明,虽然不同频率分布模型对两种选样方法的衔接关系有较大影响,但转换的年最大值法可在一定程度上改进由年最大值选样引起的小重现期暴雨强度较小的问题,同时也可解决室外排水工程常用设计重现期统一问题。     

不同取样法设计暴雨标准关系初探

我国城市排水工程由建设部门主管,排水工程规划设计与水利部门管辖的防洪排涝体系有所脱节,给城市防洪排涝体系的统一规划带来困扰,标准即是关键问题之一。以石家庄市为例,分析年最大值法和年多个样法两种不同取样方法计算设计暴雨标准的相互关系,在城区相关水利工程规划设计中当涉及城乡洪（涝）沥水组合时可作为参考。     

城市不同排水除涝标准衔接方法的探讨

为了有效解决城市内涝问题,需要对管道排水标准和河道排涝标准的合理衔接做进一步的探讨。破坏率分析法及相融性分析法都是现阶段管道排水标准与河道排涝标准衔接研究中较为常用的两种方法,选择江苏省宿迁市作为研究区域,运用这两种方法从河道顶托和平衡降雨强度两个角度对宿迁市排水与排涝的重现期衔接问题进行研究,发现两种重现期分析方法得到的衔接结果总体相近,仅在管道重现期为2 a的低重现期下有一定偏差。建议两种重现期分析法在实际运用中可以相互比对验证,为城市排水防涝系统的建设与完善提供科学参考。     

论城市排水防涝工程水文问题

排水防涝工程是防治和减轻城市洪涝灾害的重要设施,其建设规模主要受到工程寿命期内雨洪变化规律、社会经济发展水平的制约。论述了城市雨洪变化的特点、洪涝灾害的成因和不同类型工程措施的防灾、减灾原理;阐述了致灾率、设计标准等概念;提出了城市排水防涝工程规划、设计中的水文计算任务;讨论了城市设计暴雨所涉及的暴雨强度公式、设计暴雨雨型等问题以及由设计暴雨确定设计洪水的原理和方法。     

斜向管涵进流城市雨水泵站箱涵流态分析及整流措施研究

为了研究斜向管涵进流对城市雨水泵站水力流态特性的影响,探寻改善不良流态的有效整流措施,基于计算流体动力学(CFD)方法,开展斜向管涵进流城市雨水泵站箱涵流态分析及整流措施研究。针对不良进水流态,通过在闸门井内设计布置了3种不同的整流措施,分析比较各整流措施对箱涵进水流态及其配水均匀性的改善效果,优选出最佳方案并进行物理模型试验验证。研究表明:斜向管涵进流容易造成箱涵各孔流量分配不均且存在偏流、回流、旋涡等不良流态,从而恶化前池进水流态和影响泵站安全运行;采用"分流墩、组合梁以及相背布置短导流墩"的组合式整流措施可以显著改善闸门井、箱涵以及前池进口处的不良流态,有效提高箱涵各孔的流量分配的均匀程度,其中箱涵各孔流量分配不平衡度降至±0.03之间、箱涵总流量分配均匀度提高为0.905。本文的研究成果可为同类型城市雨水泵站设计提供有益的参考。     

人工降雨试验中风速对落地雨强空间分布的影响研究

气候变化和城镇化发展使得极端暴雨发生频率增加,实验室降雨试验可为极端暴雨灾害的研究提供数据支撑。通过开展不同情景下的实验室降雨试验与数值模拟,研究了风对落地雨强分布的影响,分析了风导致试验区域平均落地雨强减小的原因。结果表明：（1）风会使试验区域的实际平均落地雨强减小,主要原因是降雨中不同粒径雨滴在风场作用下漂移距离的不同,导致了地面受雨面积扩张。（2）受雨范围内落地雨强的均匀性受风速影响,落地雨强均匀性随风速增加而下降。为提高试验数据的准确性,在进行降雨模拟试验时需要考虑风速的影响,结合实验室实际条件合理确定试验范围。