宜昌暴雨强度公式

1、No Image LOGO PowerPoint PowerPoint TemplateTemplate No Image 宜昌市区暴雨强度公式修编宜昌市区暴雨强度公式修编 技术报告技术报告 湖北省气象服务中心湖北省气象服务中心 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月1 1 Click to add titleClick to add title 报报 告告 目目 录录 0404 主要研究内容及结论主要研究内容及结论 3 3 宜昌市暴雨气候特征宜昌市暴雨气候特征 2 2 项目背景介绍项目背景介绍 1 1 4 4 资料与方法资料与方法 No

2、Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月2 2 编制编制 暴雨暴雨 强度强度 公式公式 湖北省建厅、湖北省建厅、 省气象局省气象局 关于做好暴关于做好暴 雨强度公式修雨强度公式修 订和内涝防治订和内涝防治 等工作的通知等工作的通知 （鄂建文（鄂建文 201434201434号）号） 4 1.1 1.1 项目背景（相关政策）项目背景（相关政策） 住建部、中国住建部、中国 气象局气象局 关于做好暴关于做好暴 雨强度公式修雨强度公式修 订有关工作的订有关工作的 通知通知( (建城建城 发发201466201466号号) ) 3 住建部、中国住建部、中国

3、气象局气象局 关于联合开关于联合开 展城市内涝预展城市内涝预 报预警与防治报预警与防治 工作的合作框工作的合作框 架协议架协议 （2013.8.122013.8.12） 2 国务院办公厅国务院办公厅 关于做好城关于做好城 市排水防涝设市排水防涝设 施建设工作的施建设工作的 通知通知 ( (国办发国办发 201323201323号号) ) 1 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 1.1 1.1 项目背景（相关政策）项目背景（相关政策） 来源来源：依据依据室外排水设计规范室外排水设计规范（GB50014-2006GB50014-2006，2014 2014 版）版） No

4、 Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 1.2 1.2 暴雨强度公式及作用暴雨强度公式及作用 定义：计算任意重现期（定义：计算任意重现期（P P）、历时（）、历时（t t）的雨强（）的雨强（i i）的公式。）的公式。 特点：形状固定，有特点：形状固定，有2 2个自变量，个自变量，4 4个参数（超定、非线性）。个参数（超定、非线性）。 n bt PCA i )( )lg1( 1 公式依据公式依据室外排水设计规范室外排水设计规范（GB50014-2006GB50014-2006，2014 2014 版）版） 基础资料：基础资料： i i 为降水强度（为降水强度（mm/minmm/

5、min ） P P 为重现期（为重现期（a a），取值范围为），取值范围为0.250.25a a100a100a； t t 为降雨历时（为降雨历时（minmin），取值范围为），取值范围为1 11 18 80min0min 备注：备注：q q（L/L/（S hmS hm）167167i i（mm/min mm/min ） A A1 1、b b、c c、n n是与地方暴雨特性有关且需求解的参数：是与地方暴雨特性有关且需求解的参数： A A1 1雨力参数（雨力参数（mmmm） C C 为雨力变动参数为雨力变动参数 b b 为降雨历时修正参数（为降雨历时修正参数（minmin） n n 为暴雨衰减指

6、数，与重现期有关。为暴雨衰减指数，与重现期有关。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 1.2 1.2 暴雨强度公式及作用暴雨强度公式及作用 定义：计算任意重现期（定义：计算任意重现期（P P）、历时（）、历时（t t）的雨强（）的雨强（i i）的公式。）的公式。 特点：形状固定，有特点：形状固定，有2 2个自变量，个自变量，4 4个参数（超定、非线性）。个参数（超定、非线性）。 n bt PCA i )( )lg1( 1 公式依据公式依据室外排水设计规范室外排水设计规范（GB50014-2006GB50014-2006，2014 2014 版）版） v 暴雨强度是暴雨

7、强度是的主要依据，的主要依据，某地区某地区 雨强公式，可使设计工程安全可靠、节约投资，社会经济效益明显。雨强公式，可使设计工程安全可靠、节约投资，社会经济效益明显。 v 雨强的增加，对城市排水影响极大。上海市一年一遇雨强的增加，对城市排水影响极大。上海市一年一遇60min60min的雨强的雨强6060年年 代初代初36mm36mm，9090年代初为年代初为37mm37mm，以浦东局家桥排水系统为例，按新、老，以浦东局家桥排水系统为例，按新、老 公式，计算流量为公式，计算流量为13.0m3/s13.0m3/s、12.0m3/s12.0m3/s，管径大一挡，投资增大，管径大一挡，投资增大8%8%。

8、 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 v（1） 城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则 v（2） 室外排水设计规范（GB500142006，2014版） v（3） 城市排水工程设计暴雨强度公式编制技术指南（中国气象局， 2013年5月） v（4） 给排水设计手册（第5册）城市排水（2003版） v（5） 地面气象观测规范（气象出版社，2003年11月版） v（6） 地面气候资料30年整编常规项目及其统计方法（QX/T 22-2004） v（7） 气象资料统计规定（气象出版社，1984年7月出版） v（8） 国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知（国

9、办发201323 号） v（9） 中国气象局预报司关于加强城市排水气候可行性论证工作的通知便函，2012 年9月7日） v（10）住房城乡建设部办公厅关于加强2013年城市排水防涝汛期检查工作的通知 （建办城函2013197号） v（11）住房城乡建设部城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲（2013年7月12日） v（12）住房城乡建设部 中国气象局关于联合开展城市内涝预报预警与防治工作的合作 框架协议（2013年8月12日） v（13）湖北省住房和城乡建设厅与湖北省气象局联合发文（鄂建文201434号） 20142014年年1111月月4 4 1.3 1.3 编制依据编制依据 No Imag

10、e LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 1.4 项目背景（宜昌暴雨灾害） v宜昌地区暴雨灾害具有发生频率高、范围广、强 度大、年际变化大等特点。 湖北省年平均降水量分布（19812010年）湖北省日降水量极大值分布（建站2010年） No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 1.1 项目背景（宜昌暴雨灾害） 目前正在建设特大城市，城区版图不断向东向南扩展，高 新区、城东新区、白洋工业园区、点军区都在快速发展之中 。 宜昌市目前使用的暴 雨强度公式编制于上世 纪90年代，利用最新降 水资料修订暴雨强度公 式的工作格外迫切。 宜昌市地形分布图 No Image LOGO

11、 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月1 1 Click to add titleClick to add title 2 2、宜昌市暴雨气候特征、宜昌市暴雨气候特征 0404 短历时雨强的比较短历时雨强的比较 2.32.3 月降水量变化对比分析月降水量变化对比分析 2.22.2 年降水量年际变化及分析年降水量年际变化及分析 2.12.1 2.42.4 暴雨日数对比分析暴雨日数对比分析 2.52.5 年最大日降水量变化分析年最大日降水量变化分析 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 2 2、宜昌市暴雨气候特征、宜昌市暴雨气候特征 5 5201

12、42014年年1111月月 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 2.1 2.1 年降水量年际变化对比分析年降水量年际变化对比分析 7 720142014年年1111月月 武汉、荆州、宜昌建站-2012年年降水量变化图 三地年降水量均存在较大年际差异，其中武汉年降水量明三地年降水量均存在较大年际差异，其中武汉年降水量明 显大于宜昌和荆州。各地年降水量极值从大到小顺序为武汉显大于宜昌和荆州。各地年降水量极值从大到小顺序为武汉 2056.0mm2056.0mm，荆州，荆州1850.0mm1850.0mm，宜昌，宜昌1808.0mm1808.0mm。 No Image LOG

13、O 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 2.2 2.2 月降水量变化对比分析月降水量变化对比分析 9 920142014年年1111月月 武汉、荆州、宜昌建站-2012年月平均降水量变化 v宜昌站宜昌站4-94-9月降水量占年降水量的月降水量占年降水量的77.3%77.3%； v宜昌站宜昌站7-107-10月逐月平均降水量均大于荆州和武月逐月平均降水量均大于荆州和武 汉，其它月份均小于其它两地。汉，其它月份均小于其它两地。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 2.3 2.3 暴雨日数对比分析暴雨日数对比分析 111120142014年年1111月月 三站历年暴雨日数变化

14、 三站逐月暴雨日数 年暴雨日数年际差异大，武汉年暴雨日数从年暴雨日数年际差异大，武汉年暴雨日数从1 1天到天到1212天不等，宜昌年暴雨日天不等，宜昌年暴雨日 数从数从0 0天到天到7 7天（出现在天（出现在20082008年）。年）。 武汉、荆州、宜昌最早出现暴雨的月份依次为武汉、荆州、宜昌最早出现暴雨的月份依次为2 2月、月、3 3月、月、4 4月，暴雨日数月，暴雨日数 最多发生在最多发生在6 6月和月和7 7月，而月，而8 8月、月、9 9月宜昌暴雨日数大于武汉和荆州。月宜昌暴雨日数大于武汉和荆州。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式1313 2.4 2.4 年

15、最大日降水量变化对比分析年最大日降水量变化对比分析 三地逐年最大日降水量变化图 20142014年年1111月月 v武汉：武汉：317.4mm317.4mm ，出现在，出现在19591959年年 。 v宜昌：宜昌：229.1m229.1m， 出现在出现在19881988年。年。 v荆州：荆州：174.3mm174.3mm ，出现在，出现在19701970年年 。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 2.5 2.5 宜昌、武汉短历时雨强年际变化对比分析宜昌、武汉短历时雨强年际变化对比分析 宜昌、武汉1961-2013年不同历时最大降水量对比 宜昌宜昌武汉武汉 5min0

16、.03790.056 60min0.00840.0099 120min0.1190.0782 180min0.08360.1891 短历时最大降雨量极值年际变化趋势系数 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月1818 3 3、资料与方法、资料与方法 宜昌市国家基本气象站宜昌市国家基本气象站 1956195620132013年共年共5858年的逐分年的逐分 钟降雨资料钟降雨资料 1956195620042004年雨量自记年雨量自记 降水纸信息化分钟数据降水纸信息化分钟数据 3.1 3.1 数据介绍数据介绍 2005200520082008年现

17、代自动年现代自动 气象站逐分钟雨量数据气象站逐分钟雨量数据 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月1919 可靠性可靠性 2. 2.一致性一致性 3. 3.代表性代表性 本项目研究所本项目研究所 用的降雨资料用的降雨资料 来源于湖北省来源于湖北省 气象档案馆，气象档案馆， 以宜昌市国家以宜昌市国家 气候观象台观气候观象台观 测资料为主测资料为主 宜昌市国家气候宜昌市国家气候 观象台作为国家观象台作为国家 基本气象站，位基本气象站，位 于宜昌市西陵区于宜昌市西陵区 白龙井路，其站白龙井路，其站 址的确定经过严址的确定经过严 格的论证，使用格的

18、论证，使用 的观测仪器和设的观测仪器和设 备符合国家相关备符合国家相关 技术规范。技术规范。 资料系列的代资料系列的代 表性，反映了表性，反映了 系列代表总体系列代表总体 统计特征的程统计特征的程 度。此次研究度。此次研究 采用差积曲线采用差积曲线 法评价其资料法评价其资料 的代表性。的代表性。 3.2 3.2 降水资料的三性分析降水资料的三性分析 统计分析是推求设计暴雨雨强的基础，决定了设计暴雨雨强的统计分析是推求设计暴雨雨强的基础，决定了设计暴雨雨强的 精度和可靠性。因此，必须对资料系列的可靠性、一致性及代表精度和可靠性。因此，必须对资料系列的可靠性、一致性及代表 性进行审查。性进行审查。

19、 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 3.3 3.3 降水资料的选样方法降水资料的选样方法 年超大值法年超大值法 未采用未采用 年超定量法年超定量法 未采用未采用 年最大值法年最大值法 对比方法对比方法 年多个样法年多个样法 研究采用方法研究采用方法 以前由于国内自记雨量资料不多，采用以前由于国内自记雨量资料不多，采用“年多个样法年多个样法”。 目前国家标准目前国家标准室外排水设计规范室外排水设计规范（GB50014-2006GB50014-2006，20142014版）、版）、城市暴城市暴 雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术

20、导则要求采用要求采用“年最大值法年最大值法”。 本次编制工作采用本次编制工作采用“年最大值法年最大值法”为主开展研究，同时也采用为主开展研究，同时也采用“年多个样法年多个样法 ”进行了计算，用于对比分析。进行了计算，用于对比分析。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 3.3 3.3 降水资料的选样方法：年多个样法降水资料的选样方法：年多个样法 从逐年雨量资料中挑选从逐年雨量资料中挑选5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120 120 分分 钟共钟共9 9个降雨历时的前个降雨历时的前8 8个最大值作为原始数据（从大到小排序）个最

21、大值作为原始数据（从大到小排序） 站名和年份站名和年份 前前8 8个最大值个最大值 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 5 10 15 20 30 45 60 90 120min 5 10 15 20 30 45 60 90 120min 9 9个历时个历时 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 3.3 3.3 降水资料的选样方法：年多个样法降水资料的选样方法：年多个样法 将排序后的资料从大到小选取资料年数将排序后的资料从大到小选取资料年数4 4倍的数据作为统计样本倍的数据作为统计样本 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度

22、公式 3.33.3降水资料的选样方法：年最大值法降水资料的选样方法：年最大值法 从逐年雨量资料中每年挑选从逐年雨量资料中每年挑选 5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、 120120、150150、180180分钟共分钟共1111个降雨历时的最大值作为原始数据个降雨历时的最大值作为原始数据 5 10 15 20 30 45 60 90 120min5 10 15 20 30 45 60 90 120min降雨历时的最大降雨量降雨历时的最大降雨量 年份年份 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式20142014年年1111月月1 1

23、Click to add titleClick to add title 4 4、研究内容及结论、研究内容及结论 0404 结果与讨论结果与讨论 4.34.3 公式结果（年最大值）公式结果（年最大值） 4.24.2 暴雨强度公式推求方法暴雨强度公式推求方法 4.14.1 4.44.4 公式结果（年多个样）公式结果（年多个样） 4.54.5 相关对比分析相关对比分析 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 雨量自记纸资料雨量自记纸资料自动站分钟雨量资料自动站分钟雨量资料 信息化处理信息化处理 分钟雨量数据分钟雨量数据 数据选样：数据选样：采用年多个样法选取采用年多个样法选取

24、 1111个历时的每年前个历时的每年前8 8个最大雨量值。个最大雨量值。 数据选样：数据选样：采用年最大值法选采用年最大值法选 取取1111个历时的年最大雨量值。个历时的年最大雨量值。 人人 工工 读读 数数 P-P-分布分布指数分布指数分布耿贝尔分布耿贝尔分布 i-t-Pi-t-P三联表三联表 最小二乘法最小二乘法高斯牛顿法高斯牛顿法 误差控制误差控制 总公式总公式分公式分公式 结果输出结果输出: :总公式、分公式、查算图表总公式、分公式、查算图表 误差控制误差控制 滑动提取滑动提取 暴雨强度公式技术路线图 曲线拟合曲线拟合 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 曲线

25、拟合及误差控制 由于设计采用的重现期由于设计采用的重现期(100(100年一遇年一遇) )大于资料年限，故采用理论大于资料年限，故采用理论 频率分布曲线进行调整频率分布曲线进行调整 重现期：重现期：2 2、3 3、5 5、1010、2020、3030、5050、100a100a（国家标准（国家标准室外排水设室外排水设 计规范计规范（GB50014-2006GB50014-2006，20142014版）版） ） 指数分布曲线指数分布曲线 指数分布曲线指数分布曲线 P-P-分布曲线分布曲线 耿贝尔分布曲线耿贝尔分布曲线 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 曲线拟合及误差控

26、制 不同历时降水强度随重现期的变化曲线 （样本，宜昌） 不同历时降水强度随重现期的变化曲线 （指数曲线模拟结果，宜昌） No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 公式参数推算及误差控制公式参数推算及误差控制 公式参数计算方法公式参数计算方法： 最小二乘法最小二乘法 高斯牛顿法高斯牛顿法 曲线拟合和暴雨强度公式参数推算的具体误差计算方法：曲线拟合和暴雨强度公式参数推算的具体误差计算方法： 均方根误差：均方根误差：05.0)( 1 1 2 N i ii xx N 相对均方根误差：相对均方根误差： %5 x f 依据：室外排水设计规范（GB50014-2006）(2014版） N

27、o Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 分别选用三种曲线拟合方法对样本进行曲线拟合，曲线拟合误差如下：分别选用三种曲线拟合方法对样本进行曲线拟合，曲线拟合误差如下： 分别选用最小二乘法、高斯牛顿法进行参数估算，其相应的估算误差如下：分别选用最小二乘法、高斯牛顿法进行参数估算，其相应的估算误差如下： 根据误差最小且达到规范要求的原则，选取暴雨强度总分公式。根据误差最小且达到规范要求的原则，选取暴雨强度总分公式。 4.24.2、宜昌市暴雨强度公式结果（年最大值）、宜昌市暴雨强度公式结果（年最大值） No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 总公式：总公式：

28、4.24.2、宜昌市暴雨强度公式结果（年最大值）、宜昌市暴雨强度公式结果（年最大值） P-分布+最小二乘法 分公式：分公式： 耿贝尔分布+最小二乘法 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 分别选用三种曲线拟合方法对样本进行曲线拟合，曲线拟合误差如下：分别选用三种曲线拟合方法对样本进行曲线拟合，曲线拟合误差如下： 分别选用最小二乘法、高斯牛顿法进行参数估算，其相应的估算误差如下：分别选用最小二乘法、高斯牛顿法进行参数估算，其相应的估算误差如下： 根据误差最小且达到规范要求的原则，选取暴雨强度总分公式。根据误差最小且达到规范要求的原则，选取暴雨强度总分公式。 4.34.3、

29、宜昌市暴雨强度公式结果（年多个样）、宜昌市暴雨强度公式结果（年多个样） No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式 总公式：总公式： 4.34.3、宜昌市暴雨强度公式结果（年多个样）、宜昌市暴雨强度公式结果（年多个样） 指数分布+最小二乘法 分公式：分公式： 指数分布+最小二乘法 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式2424 4.4 4.4、相关比较、相关比较 20142014年年1111月月 4.4.14.4.1两种选样方法下宜昌暴雨强度公式计算结果的比较两种选样方法下宜昌暴雨强度公式计算结果的比较 年多个样法计算年多个样法计算 得到的设计雨强普得到

30、的设计雨强普 遍要大于年最大值遍要大于年最大值 法的相应结果，仅法的相应结果，仅 在重现期较大，历在重现期较大，历 时较长的情况下，时较长的情况下， 年最大值法的年最大值法的i-t-Pi-t-P 三联表计算结果要三联表计算结果要 略微偏大。略微偏大。 No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式2424 4.4 4.4、相关比较、相关比较 20142014年年1111月月 4.4.2 4.4.2 新旧暴雨强度公式的比较新旧暴雨强度公式的比较 旧公式：旧公式： 旧公式订正版：旧公式订正版： 于1992年利用19561989年共计34年降水资料，采用 “年多个样法”算出的总公式为(单位：L/s/hm)： 新公式（年最大值）新公式（年最大值） 新公式（年多个样）新公式（年多个样） 在式基础上，经过人工订正、在宜昌排水管网设计 中常用到的总公式为(单位：L/s/hm)： No Image LOGO 宜昌暴雨强度公式宜昌暴雨强度公式2424 4.4 4.4、相关比较、相关比较 20142014年年1111月月 4.4.2 4.4.2 新旧暴雨强度公式的比较新旧暴雨强度公式的比较 本次本次“年最大值法年最大值法 ”、“年多个样法年多个样法” 取样编