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。     

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。     

城市暴雨强度公式推求系统的开发

为了保障雨水排除系统规划与设计的合理性和可靠性,针对国家气象局推出的新的降雨资料数据格式,开发出一套能与该降雨数据无缝衔接的暴雨强度公式推求系统软件。该系统采用两种降雨样本选取方法(年最大值法和年多个样法)选取降雨样本工作数据,采用三种理论频率分析方法(Pearson-Ⅲ型分布、耿贝尔分布和指数分布曲线)进行样本拟合,采用六种数学方法综合计算并择优选取暴雨强度公式参数,保证了暴雨强度公式推求的正确性和可靠性。该系统可以根据当地气象局提供的数值化降雨资料,同时推求出年最大值法和年多个样法两种暴雨强度公式,为推求城市暴雨强度公式奠定了基础。     

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。     

北京市昌平区暴雨强度公式编制研究

近年来,我国各地极端暴雨频繁发生,特别是国内一些大城市频繁遭受严重渍涝事件,城市暴雨渍涝灾害已成为最为突出的城市灾害之一。究其原因,城市排水管渠系统的设计标准偏低成为灾害发生的主要成因,暴雨强度公式是科学、合理地制定城市排水专业规划和排水工程设计的基础,是规划设计雨水管道的基本依据。本文首先通过对比分析确定了拟定昌平区暴雨强度公式样本选择的方法为年最大值法;在此基础上利用选取的统计样本调整频率分布曲线,并经过校验得出最优频率分布曲线;最后通过拟合出的昌平区暴雨强度公式与观象站暴雨强度公式进行结果比对得出结论。     

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。     

镇江城市暴雨强度公式修订分析方法探讨

目前镇江市城市雨水排水规划设计、建设管理所采用的暴雨强度公式为20世纪80年代初期编制,受当时的资料、站点及计算条件所限,只采用28年(1951年—1979年)的降雨资料编制,距今已有30余年,已不能客观反映镇江市暴雨的实际情况,亟需进行修订。镇江(气象)站收集了1980年—2010年共计31年的自记雨量资料,完全具备采用年最大值选样法构建各种指定历时雨量系列的条件,据此建立了符合镇江市客观实际的新一代暴雨强度公式。对镇江市新旧暴雨强度公式进行比较,发现新暴雨强度公式计算所得不同重现期各历时的降雨强度均大于旧暴雨强度公式,所对应不同重现期各历时的降雨强度平均增幅为15.15%,最高达到20.21%,表明这一成果吻合降水周期的变化趋势,完全符合镇江城市降水的客观实际。     

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.     

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。     

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。