安庆市短历时暴雨强度公式推求

为推求受近年极端天气影响下的安庆市短历时暴雨强度公式,首先收集了安庆市1983~2012年的暴雨整编资料,采用年最大值法选取了10个历时下的雨强样本;然后采用P-Ⅲ型、指数和耿贝尔分布曲线进行适线,确定了P-Ⅲ型分布曲线为其理论频率曲线,得到了10个历时下各频率对应的雨强;采用高斯—牛顿法推求了各单一重现期下的暴雨强度分公式和所有重现期下暴雨强度总公式的参数。误差检验发现暴雨强度分公式的精度符合要求;而暴雨强度总公式的精度达不到要求,进而分析了精度达不到要求的原因。除个别历时下的雨强外,单一重现期下的新公式计算的雨强值均大于1981版暴雨强度分公式计算的雨强值,其中2年、5年一遇的雨强值比1981版公式计算的相应雨强值偏大1.4%~20.4%,计算结果与近年来安庆市受极端天气影响下的短历时降雨强度增大的趋势相一致。推荐使用暴雨强度分公式计算相应重现期下各历时的暴雨强度,其他重现期下的暴雨强度公式参数采用已知重现期下的暴雨强度分公式的参数内插获得。     

淮安市暴雨强度公式的推导与对比

随着城市化进程加快和极端气候频率增加,传统的暴雨强度公式已无法满足淮安市现有雨情和降雨特性。为此,以传统法和直接拟合法推求1980～2016、1990～2016年的暴雨强度公式,并基于设计雨强对其加以对比,分析直接拟合法应用于淮安市的适用性和城市化进程对暴雨强度公式的影响。结果表明,直接拟合法和传统法得出的暴雨强度公式的设计雨强相差不大,但前者拟合实测雨强的绝对和相对均方差比后者分别降低了11.9%～18.2%、9.7%～12.4%,故直接拟合法可作为推求暴雨强度公式更有效的方法;较1980～2016年约增加了0.05～0.40mm/min,验证了城市化进程使暴雨强度公式结果偏大,能保证排水系统设计更安全。     

上海市杨浦区设计面暴雨量与设计暴雨雨型研究

选择上海市杨浦区作为试验区域,对极端性天气下不同重现期和不同历时的设计面暴雨量、设计暴雨雨型进行计算。设计面雨量的计算利用研究区附近3个站点3种历时1978~2015年的降雨资料及上海市频率曲线参数的等值线图插值进行频率计算,得到各重现期的设计面暴雨量;设计暴雨雨型的计算利用江湾站2001~2015年逐分钟暴雨资料,先用模糊识别法进行雨型分类,然后用PC法分别对单峰型和双峰型暴雨进行雨型设计,得到具有代表性的杨浦区设计暴雨雨型。     

P&C雨型在城市排水计算中的适用性分析

为了分析PilgrimCordery雨型在城市排水计算中的适用性,选用江苏省沭阳县中心城区连续35年的降雨资料,分别采用PilgrimCordery法、芝加哥法推求短历时设计暴雨雨型。在分析两种雨型雨峰位置和形状差异的基础上,选用某小区作为典型区域,构建基于SWMM的小区排水模型,采用不同雨型计算小区排水流量,由模拟结果可知不同重现期下小区出水口PilgrimCordery雨型与芝加哥雨型的峰值流量和水量均相差不大,因此认为PilgrimCordery雨型与芝加哥雨型一样在城市排水计算中具有适用性,并可为其他城市短历时设计暴雨雨型分析提供参考和借鉴。     

不同资料年限下城市暴雨公式型式研究

考虑到近20年城市化进程的快速推进,较久远的降雨数据无法反映现有城市化水平下的降雨特性。以淮安市为例,选取1980～2016、1990～2016年两种不同年限资料作为基础数据,基于城市暴雨分公式与总公式的精度和设计雨强对比,进行暴雨公式研究。结果表明,1990～2016年暴雨强度分公式和总公式的设计雨强均高于1980～2016年的设计雨强,表明城市化进程使暴雨公式结果偏大,更贴近目前城市雨情现状;暴雨强度分公式重现期越小精度越高,整体精度高于总公式约30%～40%,结合设计雨强因素分析可知,当重现期偏小时选取分公式,当重现期不低于50年时选取总公式。研究成果可为城市防洪排涝、海绵城市建设的工程规划与设计提供参考。     

短历时暴雨频率分布及暴雨公式研究

短历时暴雨频率分布及暴雨公式作为城镇雨涝和小流域设计洪水计算的重要基础模型,可为城市排水系统规划设计和小流域山洪灾害防治等提供依据.以宝鸡气象站为例,选取1981?2017年11个短历时统计时段的年最大暴雨量资料,采用线性矩法估计参数,分析常用的13种频率分布在短历时暴雨频率计算中的适应性;分别基于实测雨强和最优频率分...     

局地暴雨对南水北调中线水位流量的影响

为准确分析短历时强暴雨对渠道水位流量的影响,以南水北调中线北拒马河节制闸区域为例,建立考虑降雨过程的一维非恒定流仿真模型,设定不同的雨区覆盖范围,模拟了降雨频率P=1%、降雨历时120min典型设计暴雨下渠道的响应过程。仿真表明,暴雨使雨区上游流量减小,距离雨区越近,减幅越大;使雨区内渠道的流量增大,且距离雨区中心越近,增幅越大。暴雨过程中,无论雨区范围大小,最大水位升幅均出现在北拒马河节制闸闸前,幅度与暴雨强度相关,降雨频率P=1%、降雨历时120min暴雨条件下为0.09m。暴雨结束后,随雨区覆盖范围的差异,北拒马河节制闸的闸前水位分别呈现下降、不变或上升趋势。当雨区范围达76km时,水位开始上升;当雨区范围达180km时,水位历时48h升至预警水位。     

短历时可能最大暴雨的一种计算方法

针对短历时暴雨资料较少,尤其针对高效特大短历时实测暴雨资料较少、推求短历时可能最大暴雨PMP较困难,目前尚无成熟的方法可以借鉴,推荐了先推求24 h可能最大暴雨PMP,然后再采用暴雨公式推求短历时PMP方法,并应用于实际工程中,计算结果较为适用合理。     

喜河水电站设计洪水及地区组成分析

喜河坝址以上流域洪水由暴雨形成,流域暴雨量大,强度集中,洪水汇流速度快.根据区域暴雨洪水特性,参考历史洪水记载及调查成果,采用皮尔逊Ⅲ型曲线计算设计洪水,并采用同频率组成法及典型年组成法进行设计洪水地区组成。     

SCE-UA算法在暴雨强度公式参数优化中的应用

针对暴雨强度公式的超定非线性等特点,提出了将SCE-UA算法应用于不同重现期的暴雨强度与降雨历时关系式中参数的优化,并与优选回归法、遗传算法、粒子群算法和蚁群算法的优化结果进行了分析比较。实例应用结果表明,该算法可有效、快速地搜索到参数组全局最优解,且稳定可靠,提高了暴雨强度公式参数优化的精度,较其他算法具有一定的优越性。     

纵向岭谷区小流域设计洪水计算中变雨强汇流参数探讨

基于洪水汇流参数随主净雨强度呈一定变化规律的特点,从流域汇流系统理论方法入手,推导汇流参数与主净雨强度的关系,以此作为外延设计条件下洪水汇流参数的依据。根据实际暴雨、洪水资料分析其定量关系,并用实际洪水样本进行检验,结果表明,用此法推求的设计洪水具有一定精度,由暴雨推求设计洪水时考虑变雨强汇流参数符合实际。     

昆明市室外排水流量公式参数拟合分析

针对城市暴雨强度公式、参数拟合的选择问题,采用最小二乘法原理,同时基于绝对标准差和相对标准差最小的原则,以昆明市近年来实测城市水文气象资料为例,分片区拟合了昆明城市暴雨强度公式及次洪径流系数.精度检验结果表明,暴雨强度公式及次洪径流系数具有一定的精度,可作为昆明城市建设中排水设计及淹水点整治的重要依据.     

罗田水库分期设计暴雨推求

从分析罗田水库天然气候特征、历史统计资料的结论验证展开了分期过程的讨论,力求确保分期结果的可靠性、分期设计暴雨推求结果的合理性.结果表明,依据此分期结果推求的分期设计暴雨与根据广东省平均暴雨等值线图和Cv等值线图推求的设计暴雨结果相差不大,可见使用该分期结果推求设计暴雨较合理可行.     

变化环境下由设计暴雨推求设计洪水方法研究

为推求变化环境下的设计洪水,以黄河上游唐乃亥站以上流域1967~2006年的年最大15d降雨量系列为例,基于设计暴雨与SWAT模型相结合的方法,首先构建变参数概率分布函数模型描述变化环境下非一致性暴雨极值系列的分布规律,随后基于等可靠度方法推求给定重现期条件下的设计暴雨值,再结合SWAT水文模型推求设计洪水。结果表明,变化环境下唐乃亥站以上流域各设计频率(P=10%、5%、2%、1%)的设计暴雨值随工程设计寿命(20、30、50、80、100年)的增大而减小,百年一遇设计洪峰从3 292m^3/s降至3 023m^3/s,洪量从29.9×10^8 m^3降至27.4×10^8 m^3。实例应用验证了该方法的可行性,可为变化环境下的设计洪水计算提供参考。     

厦门市管网排水与河道排涝标准关系分析

因河道排涝系统与管道排水系统均单独设计,两个系统采用的选样方法、设计暴雨历时及边界条件不同,造成排水与排涝标准的不衔接。对厦门市长系列雨量资料进行统计分析,采用年多个样法与年最大值法得出短历时不同选样方法重现期的对应关系。在此基础上,统计雨强较小、降雨历时较长、总降雨量较大的次雨量绘制频率曲线,即考虑河道高水位对管道排水的破坏率的影响下,分析管道排水与河道排涝重现期的对应及衔接关系,作为河道排涝设计标准的依据。结果表明,考虑河道与管道规划施工的衔接,当管道的设计标准为1、2、3、5年时对应的河道设计标准分别为5、10、15、20年。     

基于InfoWorks ICM模型的内涝预警降雨量阈值研究

针对池州市当前缺乏精细化内涝预警降雨量阈值的问题,利用城市综合流域排水模型InfoWorks ICM构建了池州市主城区暴雨内涝模型,并选用4场实测排口流量数据和历史内涝积水点对城市内涝模型进行率定和验证,发现该模型具有较高的准确度和可靠性。在此基础上,以内涝积水深度为预警指标,对不同降雨历时,不同雨型的设计降雨情景下研究区域的积水深度进行模拟。结果表明,降雨历时对暴雨内涝预警的降雨量阈值影响显著,而降雨雨型对暴雨内涝预警的降雨量阈值影响不明显。研究得出的降雨量阈值可为池州市主城区暴雨内涝预警和内涝应急管理提供参考依据。     

基于聚类分析的短历时暴雨雨型研究

暴雨雨型直接影响着洪峰流量的大小及洪水过程,研究暴雨雨型可为防洪排涝、山洪灾害防治提供科学依据.根据陕西省宝鸡气象站1981～2017年自记降雨资料,采用Ward聚类分析法对120场暴雨做了分类研究,从多角度分析了雨型的发生规律,初步探讨了雨型与山洪内涝的关系.结果 表明,聚类分析法在雨型分类中具有较好的适用性;宝鸡气...     

基于网络爬虫和IDF曲线的郑州城区致灾降水特征研究

近年来,极端降水引发的城市内涝问题日益突出,对城市灾害性降水特征研究愈发重要。以郑州城区13个雨量站2011~2018年的降水摘录数据为基础,基于网络爬虫技术获取降雨场次同步的微博新闻报道信息,以敏感词为依据确定致灾降水的发生时间,利用GIS软件从水文过程演化角度对城市易涝点进行分析;结合郑州市暴雨强度公式,绘制郑州市不同重现期下的标准IDF曲线,与已判定致灾的34场降水强度-历时曲线对比,定量描述本地致灾降水特征。结果表明,郑州市致灾降水可分为雨强致灾和雨量致灾两种,主要致灾标准为峰值降雨20min内雨量达到25mm及以上,以及场次降水60min内雨量达到40mm及以上。     

应用推理公式推求不同形状小流域设计流量

针对采用推理公式推求小流域设计洪水,当净雨历时小于汇流历时时引进流域矩形概化假定使计算获得的洪峰流量偏小,基于矩形、菱形、椭圆形流域形状应用推理公式推导了倒三角形、扇形流域的最大共时径流面积,并归纳了洪峰流量的统一表达式,减小了因流域最大宽度的随意取值导致的误差.实例结果表明,该方法为不同形状小流域设计流量提供了有效可行的计算方法.     

虎跳峡水电站区间可能最大暴雨的研究

对虎跳峡水电站奔子栏至虎跳峡坝址区间流域可能最大暴雨计算，采用了当地暴雨放大和组合暴雨放大两种方法。其中，当地暴雨放大方法采用了水汽效率放大和水汽风速放大推求可能最大暴雨。为分析组合暴雨放大的合理性，还采用了随机模拟方法推求设计暴雨过程，并与组合暴雨放大的结果进行了对比分析。由计算结果可看出，组合暴雨放大结果比随机模拟方法结果偏大较多，采用此方法对工程设计更安全。但对组合序列的合理性和可能性，欲从理论上得到充分的论证还比较困难。