浙江省城市暴雨计算方法的比较研究

为了澄清城市排水规划设计中对暴雨计算的一些误区,合理确定浙江省城市市政排水和城市排涝系统的规模,对"浙江省城市暴雨强度公式"和《浙江省短历时暴雨图集》作了简要介绍,并从暴雨选样、拟合曲线和参数、设计雨量等方面进行了分析比较。认为"浙江省城市暴雨强度公式"对实测暴雨资料拟合最优,对降雨地区分布考虑较少;《浙江省短历时暴雨图集》对降雨地区分布规律考虑较多,存在"均化"效应;市政排水设计标准总体上低于水利行业的排涝标准。     

浙江省城市暴雨计算方法的比较研究

为了澄清城市排水规划设计中对暴雨计算的一些误区,合理确定浙江省城市市政排水和城市排涝系统的规模,对"浙江省城市暴雨强度公式"和《浙江省短历时暴雨图集》作了简要介绍,并从暴雨选样、拟合曲线和参数、设计雨量等方面进行了分析比较。认为"浙江省城市暴雨强度公式"对实测暴雨资料拟合最优,对降雨地区分布考虑较少;《浙江省短历时暴雨图集》对降雨地区分布规律考虑较多,存在"均化"效应;市政排水设计标准总体上低于水利行业的排涝标准。     

徐州城区市政排水设计流量计算方法研究

市政排水汇水面积通常小于2 km²,与下游水利排涝存在标准衔接的问题。从工程实例出发，运用暴雨强度公式法、推理公式法和综合单位线法计算市政排水设计流量，讨论分析设计流量在汇水面积、平均坡度二维组合条件下的变化情况。结果表明：对于市政排水，暴雨强度公式法和推理公式法设计流量较为接近，且有交界线，两者均大于综合单位线法。结论为：推理公式法可用作市政排水设计流量的计算方法，其计算结果可以校核暴雨强度公式法，而综合单位线法不可用作市政排水设计流量的计算方法，但其计算结果可为市政排水和水利排涝设计流量之间的标准衔接关系提供参考。     

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。     

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。     

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。     

福建省城市防洪排涝规划若干问题探讨

该文针对福建省城市防洪排涝规划中存在的若干问题,结合福建前沿的工程实例,从规划理念、防洪排涝和市政排水标准的区分、设计暴雨不同计算方法的关系、产汇流计算方法及河网水利计算等方面进行分析研究,旨在为我省城市防洪排涝规划设计提供参考。     

西南地区暴雨强度公式的推算研究——以瑞丽市暴雨强度公式的推算为例

按年最大值法进行统计选样,并将其样本系列采用数学期望公式计算经验频率,采用数理统计学中的矩法公式初估统计参数,再以概率论中的P—Ⅲ型线型为概率模型,按离差平方和最小原则和适当照顾点线配合最佳的准则适线,计算得到9个时段不同历时暴雨量统计参数及设计暴雨量。在此基础上,分别拟合瑞丽市暴雨强度分公式和暴雨强度总公式,针对不同的暴雨重现期,分别采用总公式或分公式进行雨量的计算。     

粒子群算法及其在暴雨强度公式参数优化中的应用

暴雨强度公式中含有多个参数,用传统的方法难以直接优化,或拟合误差较大.通过把粒子群优化算法(PSO)应用到暴雨强度公式参数优化中,经实例分析表明该算法与遗传算法相比具有较好应用效果.     

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。     

城镇内涝防治中市政排水与水利排涝的标准衔接研究

针对城镇内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,提出一套合理解决两级排涝标准衔接的理论体系与方法.通过剖析市政排水与水利排涝衔接的本质,揭示市政排水标准和水利排涝标准的衔接存在两类风险:市政排水不能及时排除水利排涝标准内的暴雨涝水,水利排涝不能将市政排水标准内的暴雨涝水有效蓄存或及时排出.两类衔接风险存在的机理是客...     

防洪排涝排水一体化模型在洪水风险图编制中的应用

随着城市洪涝灾害频繁发生,编制洪水风险图已成为当前国内外城市防洪减灾工作中重要内容,它可反映区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征。采用水力学方法构建水力学模型模拟研究区域洪水演进情况是洪水风险图编制常用的方法,通过构建考虑河道、城市地下管网、排水系统设施、阻水建筑物、水利工程及调度的防洪排涝排水一体化模型,将城市防洪排涝与排水有机结合,并兼顾流域与区域风险,通过历史降雨对模型进行校核验证,保证模型的可靠性。模拟计算了景德镇市城区因超标准洪水导致防洪墙溃决或城市暴雨可能发生的受淹和积水情况,并根据计算结果绘制洪水风险图,对景德镇市预防外围洪水、降低城市内涝洪水影响及土地利用和城市发展规划等提供决策依据和技术支持。     

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。     

基于MIKE URBAN的西安市中心城区雨洪过程模拟

城市排水管网的分布与建设是城市基础设施建设的重要组成部分,城市的排水能力关系到城市服务功能的正常运转。通过城市雨洪过程的分析,可以评价城市洪涝灾害。以西安市中心城区为研究对象,利用MIKE URBAN构建排水管网模型,根据模拟结果对研究区管网排水能力进行评估,分析易涝成因。结果表明:MIKE URBAN能够较好地模拟城市管网水位、流量变化及易涝点的分布情况。根据西安市暴雨强度公式,设计不同重现期(1、2、3、5a)的降雨过程,在1a降雨过程下,研究区90%以上管道处于满流状态,60%以上的检查井发生溢流,满流管段数和溢流井个数会随着降雨频率的增加而增加,但增幅相对减少;管道设计标准普遍偏低、下垫面不透水率增大、地形等因素是导致地面积水的主要原因。研究成果可为城市内涝防治及海绵城市建设提供理论基础和技术支撑。     

基于城市雨洪模型的市政排水与水利排涝标准衔接研究

针对目前存在的市政排水与水利排涝两个标准的衔接仍无规范统一方法的问题,以广州市东濠涌流域为研究区域,采用城市综合流域排水模型Info Works ICM建立东濠涌流域管道、河道及地面二维耦合模型,分析计算市政排水1年一遇与水利排涝5年一遇以及市政排水1年一遇与水利排涝10年一遇两种情况下的标准衔接关系,为城市排水防涝规划设计提供技术支撑。结果表明:1年一遇市政排水标准与10年一遇水利排涝标准的组合能够满足流域涝水顺利排除的要求,但管道排水口底高程距河底高程的距离过短也会对管道的水位顶托产生一定影响,故建议城市排水管网的规划建设应至少保证排水口底高程高于河道底高程0.5 m以上。     

城市雨洪放大效应驱动因子时空演变规律分析

城市雨洪具有复杂的放大效应,引起该现象较直接的原因包括大暴雨的频繁出现、可渗透地表面积的骤减以及排蓄水能力的改变和排水管网的扩张等。以武汉市为例,选择降雨强度、不透水面积比例、排水管道密度作为洪水放大效应的驱动因子进行趋势分析和演变规律分析,计算表明:从20世纪80年代开始,暴雨雨量和历时明显增加;不透水面在20世纪90年代初增加较快;排水管道在1990~2006年间缓慢增长,2007年跳跃式增长。降雨量和历时的增加使城市洪量增大,排水压力随之上升,在一定程度上增加了内涝几率;不透水面积的逐年增多以及水体等天然蓄水区的减少,不但增加了产流量,也使汇流时间更短,且雨水管渠的建设缩短了天然汇流路径,导致城市洪水呈现峰高量大,洪峰提前的放大效应。研究成果可用于城市雨洪放大效应对其驱动因子的定量响应研究,为进一步量化城市内涝风险与驱动因子间的关系提供依据,从而为内涝风险调控措施提供技术支撑。     

中小城市排水系统排水能力和内涝特性分析——以涡阳县为例

随着城市化进程的加快,城区不透水面积逐渐增加,大多数中小城市的排水管网建设标准相对滞后,中小城市面临严重的内涝风险,研究城区产汇流特性对于城市内涝防治具有十分重要的意义。本文以涡阳县南城区为研究对象,首先利用临近地区水文资料、高精度的遥感影像和DEM共享数据,借助ArcGIS平台和SWMM开源软件,通过综合径流系数法对模型进行率定,并从综合径流系数、降雨径流产汇流关系和实测降雨产生的积水深度对模型进行验证,分析研究区典型暴雨下的管网满管和积水情况,评估排水系统的排水能力和城区的内涝风险。然后,对内涝严重区域进行有针对性的内涝分析,并分析低影响开发措施对城区内涝的影响。结果表明:(1)排水系统在暴雨降雨重现期0.5a及以下,基本可以满足排涝要求;排水系统在暴雨降雨重现期1a及以上,均不能满足排涝要求。(2)低影响措施对城区内涝有很好的缓解作用。该研究方法可为资料缺乏地区,尤其是中小城市内涝分析和防洪减灾提供参考。     

透视变化环境下的中国城市暴雨内涝灾害:形势、原因与政策建议

城市暴雨内涝已成为当前中国城市发展面临的重要难题之一,是"大城市病"的综合体现。首先分析了当前中国城市暴雨内涝灾害严峻的形势特征,然后从自然和人为因素两维角度,综合全球气候变暖背景下暴雨增多、城市规划和快速城镇化、排水管网与设防标准、城市应急预案、城市发展与管理制度等八个方面的问题,分析了中国城市暴雨内涝频现的深层次原因;再次总结分析国内外应对城市内涝的策略,提出当前我国海绵城市建设面临的问题并展望其发展方向。最后从提高设防标准、鼓励社会参与、推广海绵城市建设、完善监测预警体系、强化城市科学规划、加强大都市巨灾应对能力和跨区域应对统筹、提升决策者意识、加强全民全域全时风险防范意识等八个方面给出应对城市暴雨内涝的政策建议。研究成果对全面科学理解中国城市暴雨内涝灾害具有参考意义,对未来安全城市的长远规划和高质量建设具有重要的支撑。     

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。     

北京市下凹式立交桥区低影响开发效果模拟

北京市下凹式立交桥等低洼区的内涝治理是防洪减灾工作的重点与难点。以北京市北三环安华桥桥区为研究对象,构建桥区一维雨洪模型,利用反映北京市不同雨强、由暴雨强度公式与芝加哥雨型公式推求得到的不同重现期设计暴雨,模拟低影响开发(LID)措施实施前后桥区的积水情况,从积水开始时间、积水持续时间以及积水深度3个方面分析了LID措施的洪涝防控效果。结果表明:LID措施对下凹式立交桥区内涝具有一定的防控作用,但随着暴雨重现期的显著增加,LID措施的洪涝防控效果明显减弱。研究成果可为海绵城市建设提供参考。