基于短时序降雨数据的区域设计降雨估计

为克服传统设计降雨方法对降雨要求高且忽略空间分布等特点,基于ERA5再分析降雨数据,分析东江流域降雨时空分布特征,并选取不同时期的短时序降雨数据耦合RainyDay模型,以推估得到具有时空特征的区域设计降雨,并探讨基于短时序降雨数据推估设计降雨的可行性。结果表明,东江流域时空分布不均匀,空间上流域西南平均降雨量和极端降雨发生概率较大,而时间上有明显的季节性,降雨集中于4~9月;耦合RainyDay模型和短时序降雨数据能较好地反演和推估研究区域的设计降雨,其能够考虑不同重现期下降雨的空间分布特征,克服了传统方法简化空间分布、所需降雨数据时间序列长等缺陷。

短历时强降雨设计降雨量计算方法及应对体系探究--以北京市十三陵水库流域为例

在全球气候变暖与人类活动的双重影响下,极端降雨事件频发,短历时强降雨易引发洪涝灾害。传统的设计降雨量计算方法未考虑降雨特征变量之间的相依性,存在一定局限性。针对短历时强降雨防御的现实需求,构建了降雨历时和降雨量的二元分布,并计算了在不同重现期下的设计降雨量。结果表明,运用Copula函数可以较好地推求不同重现期下的设计降雨量,同时,提出了强降雨“四预”(预报、预警、预案、预案)应对措施。研究成果对洪水预报调度,降低极端降雨带来的洪涝风险有重要的理论意义和实践指导价值,也为数字孪生建设奠定了一定的基础。

南昌市低影响开发设计降雨量的确定方法研究

海绵城市建设中,一般采用多年平均的方法确定标准年径流总量控制率下设计降雨量,该方法忽略了降雨的年际变异性,也未明确“年控制”的概念。为此,以南昌市为研究区域,分别采用多年平均法、年单样本方法推求低影响开发设施的设计降雨量,并将两种方法得到的不同标准控制率下的设计值与《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(简称《指南》)中的同标准设计值进行对比。结果表明:《指南》的设计值反映多年平均降雨水平,该设计值仅有约60%概率实现年降雨总量控制目标;而年单样本方法考虑了降雨的年际变异性,能给出不同频率下的设计降雨量,实现统计意义上的“年控制”,可提高对城市的降雨控制水平的估计。

设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响分析

降雨是城市内涝的主要诱因之一,不同降雨特征对于城市内涝风险的影响也有所区别。为了进一步挖掘降雨特征对城市内涝风险的影响,采用综合流域排水模型(InfoWorks ICM)构建了我国南方某城市的内涝模型,系统分析了设计降雨的雨型和历时特征对城市内涝模拟结果的影响。在4个重现期的3种降雨雨型和3个降雨历时条件下,共计36个不同降雨情景对研究区的内涝情况进行模拟。通过对比不同模拟情景下的积水深度、积水面积以及积水量等结果发现:在相同降雨雨型和重现期条件下,降雨历时对积水深度的影响有一定的差别;在不同降雨雨型和降雨历时模拟情景中,积水点的位置基本保持一致,而积水面积受降雨雨型和降雨历时的双重影响;峰值积水量受降雨雨型影响较大,受降雨历时影响较小,而积水总量受降雨历时影响较大,受降雨雨型影响较小。研究中量化分析了不同设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响,旨在为合理地开展城市内涝预警以及应急管理等工作提供依据。

中国城市径流污染控制量及其设计降雨量

介绍了中国城市径流污染状况,指出径流污染控制应纳入污染物总量控制范畴。介绍了国外径流污染控制量及控制参数的确定方法。对中国31个主要城市近30年的降雨资料(降雨量日值)进行了统计分析,得出径流污染控制量(WQV)的设计降雨量,为中国各城市实施径流污染控制提供了量化参数。同时指出,WQV的设计降雨量也可以作为设计雨水收集利用设施经济规模的一个很好的参考值。

设计降雨特征的多变量分析方法

鉴于径流数据缺乏且难以长期监测,而降雨数据相对完整,通常假定降雨和径流同频率,以设计降雨作为前端输入进行水文分析.在重新定义设计降雨特征变量的基础上,针对目前普遍采用的基于单变量分析的暴雨强度公式法存在的不足,提出一种基于Copula函数的降雨特征多变量分析方法;并以广州1961—2012年历史降雨数据为例,分析了设计降雨量与降雨峰值组合风险概率.研究表明:基于Copula函数的降雨多变量分析能更加全面地反映降雨特征,有利于提高水文分析计算精度.该方法还可根据水文分析的需求进行2变量及以上的降雨特征量组合分析.

西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.

基于既有数据的年径流总量控制率与设计降雨量模型拟合方法研究

年径流总量控制率是海绵城市建设的重要目标,为了方便其在海绵城市规划和绿色建筑设计中的应用,基于对既有数据的分析,探讨年径流总量控制率与设计降雨量的对应模型拟合方法。结果表明:利用"对数处理+多项式拟合"方法,可以得到拟合度和准确度均较高的年径流总量控制率与设计降雨量计算模型,具有误差小、方便快捷、可嵌入软件等优点。

天津市海绵城市建设中年径流总量控制率及对应设计降雨量推求

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(以下简称《指南》)中提出将年径流总量控制率作为海绵城市建设中的核心指标之一,《指南》以1983—2012年的降雨资料作为基础,推求了包括天津在内的超过30个城市60%~85%的年径流总量控制率,为海绵城市建设提供了基本的指导。文章利用1986—2015年的日降雨资料,建立了天津市3个基本站15%~95%的年径流总量控制率与设计降雨量的对应关系,使年径流总量控制率指标更具针对性,为天津市中心城区、塘沽区和宝坻区的海绵城市建设提供指导。

福建省年径流总量控制率及其设计降雨量

为了贯彻《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》,利用福建省9个地市30年的水文降雨资料得出了福建省年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系,并为福建省年径流总量控制率指标的确定提供了参考性建议。

中原地区年径流总量控制率及设计降雨量分析

以中原地区河南省为例,选取7个典型城市,采用统计学方法计算、分析了典型城市年径流总量控制率与设计降雨量关系,然后考虑典型城市所在区特点,分析了不同区影响年径流总量控制率的主要因素,建议河南省II、III、IV区年径流总量控制率分别选取85%、80%、75%,年径流总量控制率对应的设计降雨量应控制在26～28 mm。该研究成果为中原地区海绵城市低影响开发设施规模的确定提供了依据,该分析方法和结论可为我国其他海绵城市建设提供参考。

宝鸡市海绵城市建设中年径流总量控制率对应设计降雨量推求

宝鸡市是陕西省海绵城市建设省级试点城市之一,其水资源极度匮乏,雨水资源化利用势在必行,海绵城市建设意义重大。年径流总量控制率是海绵城市规划控制目标中的首要指标,利用宝鸡市1983年~2013年的日降雨资料,推求出15%~95%的年径流总量控制率与设计降雨量的对应关系,使年径流总量控制率指标更具有针对性,为宝鸡市中心城区、蟠龙新区和高新区海绵城市建设提供指导。

基于径流污染控制量的张家口市最佳设计降雨量的分析

随着城市化进程的推进,张家口市大力发展基础设施建设,地面硬化、径流污染等问题日渐突出,建设海绵城市的要求越来越高.根据张家口市31年日降雨量得出年径流总量控制率与设计降雨量之间符合对数关系,相关性高达0.9834,并以此为依据结合海绵城市建设指南得出径流污染控制量的最佳设计降雨量为16~18mm.同时通过张家口市9年内建设用地的变化,分析径流污染控制量的变化情况,以期为张家口市雨水径流控制与海绵城市建设提供参考.

小样本流域降雨强度公式和设计降雨分布的推求方法

以挪威中部瑞斯沃伦(RISVOLLAN)流域1991年—2000年的降雨观测资料为基础,采用中国国家标准(GBJ14—87)推荐的适用于观测期较短、观测雨量数据较少的年多次取样方法,在进行经验和理论频率分析的基础上,确定了设计降雨的重现期(T)及其对应的频率(P)、降雨强度(i)和降雨历时(t)的关系(即P～i～t曲线),以及降雨强度公式和设计降雨分布,从而为该流域现有管网的排水能力校核提供了参考依据。

公路排水设施中设计降雨重现期的研究

在公路排水系统设计中,降雨重现期是一个非常重要的参数。我国公路排水设计降雨重现期偏大,尤其对坡面排水要求过高。路界表面排水设施的设计降雨重现期需综合考虑排水设施类型,公路所在地区的地形、地貌以及损坏的后果及修复的难易程度等因素,提出一个可供设计人员选择的范围值,达到安全、经济的目的。

南宁市设计降雨及其总量控制率时空异质性特征

针对当前我国海绵城市建设及成效考核中设计降雨及其控制率指标单一均化、难以有效定量指导不同下垫面LID设施建设并评价其效果等问题,以南宁市市区为例,基于2020年Quick Bird土地利用及子流域精细划分,根据1981-2010年南宁市0.1°CMFD格点日降雨序列资料,采用ArcGIS空间插值法、《指南》中设计降雨量与控制率关系法以及容积法,分析了研究区日降雨量、设计降雨量及其总量控制率的时空异质性特征,并讨论了现状下垫面调蓄及管网排水对控制率指标的定量影响。结果表明:南宁市市区日降雨频次、年分配、设计降雨量及其控制率均具有显著的时空异质性特征,按75%控制率对应各月的日设计降雨量变化范围为9.72(2月)~32.05 mm(7月);南宁市主城区(面积占比31.99%)现状年降雨总量控制率普遍低于50%,仅靠绿色LID设施难以实现75%控制率目标,要实现该控制率目标,主城区还需增加调蓄容积120~211 m^(3)/hm^(2),若考虑管网排水能力70~103 m^(3)/hm^(2),则所需调蓄容积可减少30~108 m^(3)/hm^(2)。综上,为实现南宁市75%控制率目标,应针对现状下垫面水平,建立考虑时空异质性的不同控制率目标与调蓄容积、管网排水之间的定量函数关系,这是有效提升海绵城市调控雨洪径流能力的一个主要途径。

一种基于重现期定义海绵城市设计降雨量的方法——以常德市为例

确定径流总量控制目标及其对应的设计降雨量是海绵城市建设的首要任务。以常德市为例,首先评估了《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》)中设计降雨量计算方法在南方多雨城市的适用性,并提出了根据降雨的连续性和雨水超排(年径流总量控制率<78%)重现期定义设计降雨量的方法,结论如下:(1)常德市降雨丰富且集中,近20年降雨的年际变率增大,面临的洪涝和干旱风险加剧,建设海绵城市的必要性凸显。(2)《指南》中给出的设计降雨量是多年日降雨数据的统计结果,不能保证每年都实现径流控制目标。在21mm设计降雨量下,1968~2015年常德市有34年的控制率低于目标值78%。(3)设计降雨量越大,建设成本越高。根据海绵城市建设的经济合理性原则,保证每一年的径流控制率都达到78%是不现实的。考虑南方城市降雨的连续性,根据雨水超排重现期计算设计降雨量更符合实际。若将常德市的雨水超排重现期设置为5年,则对应的设计降雨量约为58mm。

年径流总量控制率对应设计降雨量一般推求方法

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》中提出的海绵城市建设核心指标之一就是年径流总量控制率。《指南》中依据我国1983~2012年降雨资料,推求出我国31个重要城市的基础年径流总量控制率对应设计降雨量,但在实际设计工作中,项目所在可能既无海绵城市规划,也不在《指南》附录B的表中。为满足海绵城市建设及海绵城市设计工作需求,在资阳市附近某实际工程实践中,利用1984~2014年间日值降雨量数据,通过Excel软件推求年径流总量控制率与设计降雨量关系。介绍了年径流总量控制率对应设计降雨量一般推求方法,同时也为资阳市及其周边地区海绵城市建设提供了指导。

城区排涝排水综合设计降雨探析

为推求城区排水排涝体系设计降雨,综合城区排水排涝体系各相关单位要求,在分析城区排水与排涝相关设计降雨规范基础上,探索了推求城区内涝综合设计降雨方法。实例表明,综合设计降雨及排涝流量推算可客观地将城区排涝与排水设计联系起来,满足综合设计要求。研究可为城区防洪排水与排涝体系评估及优化设计提供决策依据。

基于线性插值法的年径流总量控制率与设计降雨量快速估算

各城市5%步长年径流总量控制率与设计降雨量无法完全满足海绵城市专项规划编制及相关科研工作的需求。因此,本研究以萍乡市莲花县为例借助线性插值法对1%步长年径流总量控制率与设计降雨量进行估算,并将10958条降雨数据统计得出的实际值与估算值做误差分析,结果表明,该方法具有准确率高、快速、简便且无需重新统计萍乡市近30年日值降雨数据等优点,具有较好的可推广性。