南京市短历时设计暴雨雨型研究

设计暴雨的确定是城市管网系统排水能力规划设计的重要基础。以南京市中心城区为研究区,首先应用暴雨强度公式分别计算历时60 min和120 min的不同重现期设计暴雨量,再基于1982-2015年降水资料利用年最大法选取得到年最大降雨序列,并计算综合雨峰系数,最后应用PilgrimCordery雨型和芝加哥雨型推求南京市中心城区历时60 min和120 min的设计暴雨过程,并对峰值大小、雨峰位置、雨峰出现时累计暴雨量进行对比分析。结果表明:历时60 min和历时120 min设计暴雨的雨峰分别处于整场降雨过程的1/2时间和前1/3时间;两种方法得到的雨峰值大小相当; PilgrimCordery雨型法计算的雨峰出现时累计暴雨量大于芝加哥雨型法;短历时设计暴雨雨型推荐选用芝加哥雨型。研究成果可为南京市中心城区地面积水风险评估与排水管网系统的规划和建设提供参考。     

基于伽马函数与核熵成分分析的短历时强对流型暴雨设计方法

利用双参数伽马函数与核熵成分分析,建立短历时强对流型暴雨设计方法,并以镇江市为例,在识别与分析研究区1981—2016年汛期短历时强对流型暴雨的基础上,推求30年一遇的短历时强对流型设计暴雨过程。结果表明：根据总雨量与最大10 min雨强比值的不同,镇江市短历时强对流型实测暴雨事件可分为3种类型;短历时强对流型与芝加哥雨型推求得到的设计暴雨过程具有较高的一致性,验证了短历时强对流型暴雨设计方法的可行性;强对流型设计暴雨的雨强和雨量均比芝加哥雨型小,表明在暴雨以对流型为主的地区,选用此方法设计暴雨标准确定排水系统的工程规模更为科学。研究成果可为完善镇江市防涝防洪系统提供参考。     

基于排水防涝规划的短历时暴雨雨型分析

基于历史降雨记录资料,采用数理分析方法,科学表达城市暴雨特征,是建立完善的城市排水防涝系统的关键基础性工作。针对湖北省宜都市城市排水防涝系统的规划设计,统计每场降雨过程的雨峰位置系数,加权平均得到综合雨峰位置系数,采用PC分析法及芝加哥法确定短历时暴雨雨型,为城市排水防涝系统的规划、设计提供了有力支撑,可为城市雨水径流控制与资源化利用提供参考。     

长江流域典型城市暴雨雨型特征分析

长江流域是我国洪涝灾害频繁出现的地区之一,对长江流域暴雨雨型特征演变的研究,可以为流域内城市防洪排涝提供科学依据。利用1970—2020年间长江流域11个典型城市站点的逐小时降雨观测资料,筛选场次暴雨后利用累计雨量历时曲线和模糊识别法识别暴雨雨型,采用Mann-Kendall方法对单峰型暴雨雨峰系数和占比进行趋势检测,并对不同历时暴雨分组后进行雨峰特征分析。结果表明:①长江流域典型城市中的单峰型暴雨出现频次占85%,平均型和双峰型出现较少;单峰型暴雨的前期集中型最多,占50%,中期集中型和后期集中型次之。②短历时(1~6 h)暴雨的雨峰占比达到70%,长历时(13~24 h)和超长历时(24 h以上)的雨峰占比分别只有28%和17%。最大小时雨强主导了短历时暴雨的特征,对长历时暴雨来说,降雨的持续性是总雨量变化的主要因素。③从上游到下游,暴雨的雨峰系数逐渐增大,峰现时间逐渐向后推移,长历时和超长历时暴雨尤为显著。     

深圳城市两级排水系统设计暴雨重现期的衔接关系

城市内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,针对城市两级排水系统标准无法衔接的问题,以深 圳市大空港区为例,考虑城市两级排水系统可能遭遇的两类衔接风险,通过构建雨量结构关系分别得到以短历时 暴雨为主和以长历时暴雨为主的设计暴雨重现期衔接关系。同时利用芝加哥雨型和珠江三角洲雨型分别推求市 政排水与水利排涝设计暴雨过程,以探讨城市两级排水系统设计暴雨雨峰之间的衔接关系。最终通过 Spearman 相关系数评估截留河流域各条支流的衔接关系与地理参数之间的相关性。结果表明,水利排涝与市政排水设计 暴雨重现期的衔接关系受降雨强度和降雨历时共同作用,且设计暴雨雨峰衔接关系存在地区差异性。以德丰围 涌为例,在市政排水设计暴雨重现期为 X 年一遇时,水利排涝设计暴雨重现期应至少设计为（2~3）X 年一遇才能 实现城市两级排水系统的衔接。     

江苏盐城市设计暴雨雨型研究

为盐城市区有效改造原有城市排水管网以及规划建设提供科学依据,合理确定排水管网除涝工程设计标准和规模,改善城市排水,防治内涝,在已经确定的盐城市暴雨强度公式基础上,通过对场次暴雨选样方法、降雨强度、历时、雨锋位置系数进行研究,分析每场暴雨的强度过程,采用芝加哥法推求盐城市设计雨型,提出适合盐城市城市防洪排涝的设计雨型。     

变化环境下北京市长历时暴雨雨型延长分析

随着城市化进程的加快,城市下垫面及气候发生了巨大的变化,导致了极端降雨事件频繁发生.为此,新形势下研究长历时暴雨雨型,掌握城市长历时暴雨时程分配过程,对如何应对极端降雨事件发生有重要意义.以北京市为例,选取代表站北京观象台站(1941-2014)74年实测降雨资料,采用同频率分析法,对北京市24 h长历时暴雨时程分配过程进行延长分析,推求适应北京市实际情况的暴雨雨型.结果表明:推求后的设计暴雨雨型呈现出上升-下降-上升-下降波动趋势,由双峰组成,发生时间分别为第265tmin和第1 010 min.     

基于WRF的郑州市暴雨中心最大时降雨过程模拟分析

为探究WRF模式对郑州市暴雨中心雨量最大时降雨过程的模拟能力,选用该模式常用的5种微物理过程方案,模拟郑州市2011-2018年发生的14场短时暴雨,结合时空分布、雨型、雨峰和降雨集中度等降雨特征进行分析。结果表明：WRF模式可以模拟出对应场次的降雨,但雨区位置有所偏移;60%以上场次降雨过程时间偏差在180 min内;模式对累积雨量模拟较好,模拟的降雨过程与实际过程相关性较高,但对过程雨量的模拟有所欠缺;采用模糊识别法分析雨型发现,WRF模式对郑州市单峰雨型模拟较好,对均匀类雨型模拟较差;WRF模式对单峰类雨型模拟时,其雨峰偏差基本控制在±30%内;13场降雨模拟结果的降雨集中度与实测结果基本相同。WRF模式总体模拟结果较为理想,可为郑州市短时暴雨研究提供数值方法的支撑。     

不同暴雨情景下的城市内涝响应特征分析

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城市内涝响应特征。结果表明：单峰雨型下的溢流和淹没情况比双峰和均匀型要高;在单峰雨型中,峰后型暴雨的溢流峰值最高,峰中和峰后型暴雨的溢流总量较大,峰后型暴雨导致的整体淹没情况较严重;重现期小于50 a时芝加哥型(r=0.7)暴雨导致的淹没情况最严重,而重现期大于50 a时单峰Ⅱ型(峰后型)暴雨的淹没情况最严重;重现期为100 a时单峰Ⅱ型的淹没范围及水深比芝加哥型(r=0.7)暴雨分别高8%和64%;暴雨集中度每上升一个等级,溢流及淹没情况明显加重;目前常用的芝加哥雨型在一定情况下存在低估内涝的风险,建议在内涝分析时进一步考虑更危险的雨型以及暴雨的集中度。     

城市流域径流峰值对降雨时空异质性的响应

基于高时空分辨率的降雨产品,采用RainyDay暴雨生成器生成具有不同时空分布情景和降雨历时的设计降雨,通过分布式水文模型GSSHA模拟分析径流峰值对降雨时空异质性的响应规律,结合协方差分析方法和所构建的降雨时空异质性指标体系,定量研究不同降雨时空异质性指标对径流峰值的影响。结果表明:耦合短时序(2008—2016年)栅格降雨数据和RainyDay暴雨发生器,可以生成与实际降雨时空分布相似的流域设计降雨;降雨时空异质性对径流峰值具有显著的影响,其影响比降雨历时和降水量对径流峰值的影响大;雨峰系数、降雨集中度、1 h最大降水量对径流峰值的影响较大,其中雨峰系数的影响随着降雨历时或降雨重现期增大而减小,而降雨集中度则相反。     

南通市短历时暴雨强度变化趋势探析

利用南通市代表雨量站营船港闸站1990—2020年的数据资料,采用年最大值法和P-Ⅲ型分布曲线拟合得到最新的暴雨强度公式,精度满足《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》要求。将计算的历时5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min,重现期2、3、5、10、20 a的设计暴雨强度与2011年编制的暴雨强度公式的相应成果进行比较,结果表明,新公式总体上比2011年公式计算雨强偏大,在此基础上对近年来气候变化条件下南通市短历时降雨特征进行了分析。     

天津市设计暴雨雨型的演变

利用天津市1951—2004年54年逐分钟的暴雨资料,采用Huff雨型法研究了天津市设计暴雨雨型及其年代变化。结果表明,天津市的暴雨雨峰大部分出现在降雨历时的第一和第二的四分之一时段内;对比前后27年数据得到的设计暴雨雨型,发现近年来暴雨出现了雨峰提前、雨峰峰值升高等现象,受此影响,暴雨径流出现了洪峰提前、径流总量升高的现象;即使设计暴雨在总量上没有变化,其降雨过程和雨型对防洪排涝和年径流总量控制的效果也会有相当大的影响。因此设计雨型的研究和设计暴雨一样都应当时常更新,并在工程设计中考虑降雨过程和设计雨型的变化可能带来的影响和水文效应。     

中小流域设计雨型问题的探讨

短缺实测流量资料的中小流域(F<1000km~2) 设计洪水多据设计暴雨推算,传统的做法假定设计暴雨与设计洪水同频率,并设流域为集总输入系统,即降雨空间分布均匀,下垫面条件一致。我国中小流域设计暴雨推求方法是逐步完善的,近年来在时深、面深关系方面又有很大提高,但设计雨型推求方法从六十年代初期沿用至今未作进一步探讨。现行设计雨型推求方法是在一个暴雨一致区内选取一定量级以上的单站实测大暴雨,按雨峰出现规律综合出该区设计降雨时程分配,以同频率的各时段面雨量按长包短控制予以推算。     

山西省典型城市暴雨强度及雨型分析

山西省各地市的暴雨重现期及雨峰位置参数的合理设置,对区域内的排水系统设计规划具有重要意义。利用不同降雨重现期下的山西省各地市地暴雨强度公式及芝加哥雨型分析方法,研究不同降雨重现期及雨峰参数下的山西省暴雨强度及雨型变化。结果表明：研究区域内的各地市的暴雨强度存在明显差异,综合概率暴雨强度随着降雨重现期及降雨历时的增加会出现明显的上升;各地市的雨型在特征降雨重现期及雨峰位置参数下,均呈现先增加后降低的趋势。研究结果对理解山西省特征条件下暴雨强度的归趋及雨型的变化具有参考价值,可为山西省各地市海绵城市规划及片区排水系统工程设计提供支撑。     

廊坊市某片区暴雨强度及雨型分析

暴雨重现期及雨峰位置参数将显著影响缺水型城市的海绵城市设计规划方式及运行预期。基于此，运用廊坊市不同降雨重现期下的暴雨强度及芝加哥雨型分析方法，对廊坊市某片区的暴雨强度及雨型变化进行研究。结果表明：(1)在研究区域内，降雨重现期将显著影响暴雨强度，且随着降雨历时的增加暴雨强度之间的比值趋于稳定；(2)在研究区域内，降雨重现期及雨峰位置参数的选取将显著影响暴雨强度及雨型分布。研究结果可为华北典型缺水城市的海绵城市规划及片区排水系统工程设计提供基础的理论指导，并对海绵城市系统的稳定运行提供一定的预期。     

镇江市中长历时设计暴雨计算

基于丹徒站1981-2016年长系列实测降雨资料,采用Mann-Kendall检验分析了 3h、6h、12h、24 h共4种中长历时的年最大降水量的变化趋势,采用模糊识别法识别了 4种历时暴雨的雨型特征,并基于优选得到的分布函数计算不同历时、不同重现期的设计面雨量;依据5场典型场次暴雨,分别应用同频率法和P&C(Pil...     

宜昌城区短历时暴雨强度公式参数优化及暴雨雨型特征分析

基于历史降雨资料,采用数理分析方法,获得城市暴雨特征的量化表达,是城市风险管控、基础设施规划设计的关键性基础工作之一.根据宜昌城区短历时暴雨观测资料,应用遗传算法分别对皮尔逊-Ⅲ型频率分布曲线和暴雨强度公式参数进行了优化求解,通过趋势分析得到了近30 a的年际变化特征,采用芝加哥法分析确定了短历时暴雨雨型.结果表明:确...     

短历时雨型对城市排水管网运行状态影响研究

管网过流能力不足或老化会导致城市内涝问题日趋严重,借助水力模型辅助城市排水管网改造尤为必要。考虑到设计雨型是影响管网设计标准的重要因素,以广州市猎德涌排涝片为研究区域,分析两种短历时设计雨型对管网运行状态(包括溢流和充满度两方面)的影响。研究表明：芝加哥雨型雨峰系数为0.35,降雨集中在雨峰附近,P&C雨型降雨波动分布在前半时程,主雨峰系数为0.16;芝加哥雨型下的满流管段数与溢流检查井个数大于P&C雨型的,对于管道的设计标准要求更高;而P&C雨型下的溢流总水量及单个检查井溢流水量大于芝加哥雨型的,对于地表积水影响更大;10 a一遇设计情景下,两个雨型模拟结果差距最大。通过量化分析溢流与管段充满度对雨型的响应,以期为城市管网设计与改造提供参考。     

降雨特征对半透水道路径流系数的影响EI北大核心CSCD

通过单车道半透水道路物理模型试验,采用人工模拟降雨的方法,系统研究了降雨强度、降雨历时、雨峰系数和雨型对半透水道路径流系数的影响。结果表明:径流系数随着重现期的增大而增大,当重现期从0.5 a增加到20 a时,径流系数从0.093增加到0.377;径流系数随着降雨历时的增大而减小,随着雨峰系数的增大而增大;当重现期和降雨历时保持不变时,均匀雨型条件下的径流系数略大于芝加哥雨型条件下的径流系数;重现期对半透水道路径流系数的影响最大,雨峰系数和雨型对其影响较小。     

山西省设计暴雨雨型分析

根据山西省气候特点,将全省分为4个暴雨分区。无资料地区多利用设计暴雨计算设计洪水,在推求设计洪水过程线时要用到设计暴雨的雨型。本文简述了设计暴雨日雨型及时雨型的分析方法,利用这些方法分别对每个暴雨分区进行分析,综合得出了各分区的设计日雨型和时雨型,并且还针对工程控制面积小、汇流历时不足1h的流域,构造出了派生雨型,使小流域利用设计暴雨推求设计洪水过程线所需的设计暴雨雨型更加完善。