第37卷第6期 2017年12月
水文
JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY
Vol.37 No.6
Dec., 2017中小型水库抗暴雨能力的概念与计算方法
侯爱中，胡智丹，朱冰，王容，卢洪健
(水利部水文情报预报中心，北京100053)
摘要:我国中小型水库众多，且大多位于山丘区，具有集雨面积小、洪水突发性强、预见期短、防洪能力 弱等特点。中小型水库抗暴雨能力预报预警是有效提升中小型水库安全度汛能力的重要非工程措施。系统阐述了中小型水库抗暴雨能力的概念与含义，基于试算反推法给出了抗暴雨能力的计算步骤，并在 典型中小型水库进行了应用。研究表明：选用抗暴雨能力作为中小型水库防汛调度参考指标，可以有效 延长洪水预见期，大幅提升中小型水库安全度汛能力。
关键词院中小型水库;抗暴雨能力；水文模型；水库调度
中图分类号:P338 文献标识码：A文章编号=1000-0852(2017)06-0035-04
1引言
我国现有各类水库9.8x104座，其中95%以上是 中小型水库[1]袁且大多位于山丘区，集水面积小，汇流 时间短，暴雨洪水突发性强，加之水库本身调洪能力低 或不具备调洪能力，在突发极端暴雨洪水时，很容易造 成洪水漫坝溃决等严重后果，比如2009年广西河池市 罗城县卡马水库坝体坍塌、2010年吉林桦甸市常山镇 大河水库溃坝、2016年贵州黔东南州黎平县双江水电 站漫坝等。
目前中小型水库大多是依据实测降雨计算的洪水 预报或者水库实测水位开展日常防洪调度，洪水预见 期短、调度响应时间少，亟待寻找一种延长洪水预见期 从而延长调度响应时间的方法。一般来说，洪水预见期 是指流域的汇流时间，即造峰雨降落至洪峰出现之间 的时间间隔，流域面积越小预见期越短。在数值降雨预 报广泛应用、精度日益提高的今天，如果能够依据预报 降雨进行预警，那么洪水预见期将大大延长。
对于中小型水库而言，如果能在降雨开始前就计 算出当前库水位下剩余的防洪库容能够滞纳的降雨 量，再对比气象部门发布的降雨预报，就可以尽早发布 预警并进行水库调度，从而最大限度减少中小型水库 由于调度不及时而出现的漫坝溃决等事故。本文提出 并系统阐述了中小型水库抗暴雨能力的概念与含义，给出了一种新的基于抗暴雨能力的中小型水库预警 预报方法。
2中小型水库抗暴雨能力的概念与含义
水库抗暴雨能力，是指在流域当前下垫面以及水 库调度方式情况下，水库目前剩余防洪库容所能容纳 的降雨量。一般而言，中小型水库防洪库容小，调度能 力弱，研究其抗暴雨能力并用于预警预报具有较强的 现实意义，下文所指抗暴雨能力均指中小型水库的抗 暴雨能力。
从抗暴雨能力的概念可以看出，一座水库的抗暴 雨能力是一个动态值，与水库所处流域当前下垫面情 况、当前库水位及调度方式、水库防洪特征值以及降 雨过程等因素均密切相关。
首先，抗暴雨能力与流域当前下垫面情况密切相 关。如果前期流域降水较少、土壤饱和度差，同样的降 雨条件下产流量少，对应同等的水库剩余防洪库容，就可以容纳较多的降雨量，抗暴雨能力就大。反之，如 果前期流域降水较多，土壤相对饱和，同样的降雨条 件下产流量多，抗暴雨能力就小。
其次，抗暴雨能力与水库当前水位下对应的剩余 防洪库容密切相关。如果水库当前水位低，则剩余防洪 库容大，就能够容纳更多的降雨，抗暴雨能力就大，反 之，当前水位高，剩余防洪库容小，抗暴雨能力就小。
收稿日期:2017-01-23
基金项目：水利部公益性行业科研专项经费项目（201401008,201301030)
作者简介:侯爰中渊1983-冤，男，河南济源人，博士，咼级工程师，主要从事水文情报预报工作。E-mail院houaizhong@https://www.doczj.com/doc/b513050965.html,
暴雨强度：指单位面积上某一历时降水的体积，以升/（秒?公顷）(L/（S?hm2）)为单位。专指用于室外排水设计的短历时强降水（累积雨量的时间长度小于 120 分钟的降水） 暴雨强度公式：用于计算城市或某一区域暴雨强度的表达式 二、 其他省市参考公式： 三、暴雨强度公式修订 一般气候变化的周期为10~12年，考虑到近年来的气候变化异常，5~10年宜收集新的降水资料，对暴雨强度公式进行修订，以应对气候变化。 工作流程： 1.资料处理； 2.暴雨强度公式拟合（单一重现期、区间参数公式、总公式）； 3.精度检验； 4.常用查算图表编制； 5.各强度暴雨时空变化分析 注意事项： 基础气象资料 采用当地国家气象站或自动气象站建站～至今的逐分钟自记雨量记录，降水历时按 5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 分钟共11种，每年每个历时选取 8 场最大雨量记录； 年最大值法资料年限至少需要 20 年以上，最好有 30 年以上资料； 年多个样法资料年限至少需要 10 年以上，最好有 20 年以上资料。 统计样本的建立 年多个样法：每年每个历时选择8个最大值，然后不论年次，将每个历时有效资料样本按从大到小排序排列，并从大到小选取年数的 4 倍数据，作为统计样本。 年最大值法：选取各历时降水的逐年最大值，作为统计样本。 （具有十年以上自动雨量记录的地区，宜采用年多个样法，有条件的地区可采用年最大值法。若采用年最大值法，应进行重现期修正） 具体计算步骤： 一、公式拟合
1.单一重现期暴雨强度公式拟合 最小二乘法、数值逼近法 2.区间参数公式拟合 二分搜索法、最小二乘法 3.暴雨强度总公式拟合 最小二乘法、高斯牛顿法 二、精度检验 重现期～10 年 < ／min < 5％ 三、不同强度暴雨时空变化分析 城市暴雨的时间变化特征分析 （1）各历时暴雨年际变化特征——可通过绘制各历时暴雨出现日（次）数的年际变化图，分析各历时暴雨的逐年或年代变化特征。 （2）暴雨样本年际变化特征——可以各年降水数据入选各历时基础暴雨样本的比例外评价指标，分
玉溪市中心城区暴雨强度公式（修订）1.总则 1.1 编制的必要性和目的 城市暴雨强度公式编制是城市室外排水工程规划设计的重要基础性工作。我国已经进入高速城市化时期，特大城市和城市群的出现，城市“热岛效应”凸现。城市降雨特征会发生局地性变化。已有数据表明，部分城市每隔10年左右出现超过历史记录的特大暴雨，玉溪近年来突发性、短时特大暴雨频发。依据水文气象频率分析的理论，基于已有的降雨记录数据，采用数理统计的方法得到的城市暴雨量、暴雨强度、降雨历时、时间空间的分布等，是科学表达城市降雨规律的一种方法，同时要认识到这种方法的科学性和局限性，以指导具体工作。 城市财富的聚集和市民生活水平的提高、城市地下空间的开发利用等因素使得城市对灾害的承受能力趋弱，降雨特征的趋势性变化对城市的防灾减灾提出挑战。新建、扩建城市室外排水设施的规划建设以及已建城市排水设施历史欠账问题的解决，都需要对城市降雨规律进行科学表达和定量分析。因此，开展城市暴雨强度公式的编制及修编是非常必要的。 为了适用国家需求和玉溪城市发展需求，指导城市暴雨强度公式的编制及修编，特编制本编制玉溪本地暴雨强度公式。 1.2条款涉及的国家颁布的有关标准如下（但不限于） （1）《室外排水设计规范》（GB50014－2006，2013年版）
（2）《地面气象观测规范》（QX/T 52-2007） （3）《地面气候资料30 年整编常规项目及其统计方法》（QX/T 22-2004） （4）《地面气象观测资料质量控制》（QX/T 118-2010） （5）《数值修约规则与极限数值的表示和判定》（GB/T 8170-2008） （6）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93） （7）《城市排水工程规划规范》（GB 50318-2000） （8）《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003） （9）《公路排水设计规范》（JTJ 018-97） 2.资料及方法 降雨资料是暴雨强度公式推算的基础，暴雨强度公式及查算图表编制应以国家气象站自记降雨资料为依据，资料使用玉溪市红塔区国家基本气象站1981年1月至2014年12月逐分钟降水自记资料。降雨资料完整、合理，所用资料真实可靠。 暴雨强度公式及计算图表的编制国家相关规范推荐的方法基础上进行推算，推算方法及过程科学合理，采用滑动统计降雨历时的年度最大值雨量，滑动步长为1min，降雨频率分布曲线拟合中经用皮尔逊Ⅲ型、指数型、耿贝尔型函数的最小二乘法和高斯牛顿法运算比较。三种函数曲线的最小二乘法均能通过对均方差计算。均能通过平均绝对均方差不宜大于0.05mm/min；在较大降雨强度的地方，平均相对均方差不宜大于5％规定的检验，皮尔逊Ⅲ型、
水库、供水系统情况统计表 地区：填表日期： 区分 水库供水系统 水面面积 （平方公里） 总库容量 （亿立方米） 大中型 水库数量 （座） 破坏后可能淹没地区 自来水厂数量 （座） 日供水能力 （万立方米） 供水人口 （万人） 供水管线长度 （公里） 合计※ 地 区 名 称 填表单位：负责人：填表人：联系电话：
水库、供水系统情况统计表 填表说明 一、填写范围（如本表填写不下，可附表另填） 本表由各地级市负责填报，填写本地区水库、供水系统情况统计。本表填写到县（市、区）情况。 二、填表说明 地区：地区名称。 填表日期：内容的填写日期。 1、水库 水面面积：水库库区水面面积。（单位：平方公里） 总库容量：本地区所有水库最大库容量之和。（单位：亿立方米） 大中型水库数量：本地区大中型水库的数量。大中型水库的划分标准按照水利部门标准。（单位：座）破坏后可能淹没地区：填写可能淹没地区的名称、人口数量、土地面积、铁路公路名称。 2、供水系统 自来水厂数量：本地区拥有的自来水厂数量。（单位：座） 日供水能力：本地区自来水厂日供水量之和。（单位：万立方米） 供水人口：水厂供应区人口数量。（单位：万人） 供水管线长度：公共供水管线总长度。（单位：公里）
境内水库概况表 地区：填表日期： 水库名称所在河流 （湖泊） 位置地理坐标 主要 用途 水面面积 （平方公里） 水库容量 （万立方米） 主坝 竣工 年月 水 质 状 况 泄至安 全水位 所需 时间 （小时） 破坏后可能 淹没地区 最大 容量 一般 容量 坝型 坝长 （米） 坝顶 宽度 （米） 坝高 （米） 合计※※※※※※※※※※※※填表单位：负责人：填表人：联系电话：
浙江省各市暴雨强度公式（老） 杭州市：Q=3360.04（1+0.639lgP）/（T+11.945）0.825 绍兴市：Q=3512.344（1+0.593lgP）/（T+11.814）0.827宁波市：Q=8413.46（1+0.71lgP）/（T+22.51）0.96 金华市：Q=1771.033（1+0.771lgP）/（T+5.084）0.707嘉兴市：Q=3521.362（1+0.675lgP）/（T+15.153）0.799湖州市：Q=4216.416（1+0.738lgP）/（T+16.381）0.834舟山市：Q=8080.462（1+0.701lgP）/（T+25.201）0.982台州市：Q=2132.423（1+0.537lgP）/（T+13.451）0.671丽水市：Q=3428.009（1+0.604lgP）/（T+12.023）0.852衢州市：Q=2555.601（1+0.567lgP）/（T+10）0.78 永康市：Q=1932.07（1+0.789lgP）/（T+16.593）0.8287义乌市：Q=3544（1+0.637lgP）/（T+14）0.845 温州市：Q=2216.758（1+0.573lgP）/（T+12.641）0.663
浙江省各市暴雨强度公式（新）080507 杭州地区 杭州：Q=9634.898（1+0.927lgP）/（T+31.546）1.008 临安：Q= 1310.282（1+0.784lgP）/（T+6.124）0.623 富阳：Q=3260.174（1+0.682lgP）/（T+19.584）0.791 桐庐：Q=6124.892（1+0.688lgP）/（T+28.149）0.940 建德：Q=2751.659（1+0.803lgP）/（T+13.427）0.806 淳安：Q=1866.392（1+0.796lgP）/（T+11.470）0.734 宁波地区 宁波：Q= 16596.46（1+0.856lgP）/（T+32.196）1.113 余姚：
序号省、 自治 区、 直辖 市 城 市 暴雨强度公式q20 资料年份及 起止年份 编制 方法 编制 单位 备注 1 安徽安 庆 198 25 1954～1979 ?td> 安庆 市市 政工 程管 理处 ?td> 2 安徽安 庆 191 25 1955～1979 解析 法 同济 大学 ?td> 3 安徽蚌 埠 174 24 1957～1980 数理 统计 法 蚌埠 市城 建局 ?td> 4 安徽合 肥 186 25 1953～1977 数理 统计 法 合肥 市城 建局 ?td> 5 安徽合 肥 184 25 1953～1977 解析 法 同济 大学 ?td> 6 安徽淮 南 200 26 1957～1982 ?td> 上海 市政 工程 设计 院 ?td> 7 安徽苏 州 149 21 1959～1979 CRA 方法 南京 市建 筑设 计院 ?td> 8 安徽芜 湖 188 20 1956～ 1976(缺 1968) 数理 统计 法 芜湖 市政 公司 ?td> 9 安徽芜 湖 190 20 1956～ 1976(缺 1968) 解析 法 同济 大学 ?td>
10 北京北 京 187 40 1941～1980 数理 统计 法 北京 市市 政设 计院 适用于 P=0.25 ～10a， P=20～ 100a另 有公式 11 北京北 京 186 40 1941～1980 解析 法 同济 大学 ?td> 12 福建长 乐 180 20 1979～1998 ?td> 福建 省城 乡规 划设 计研 究院 (2004 年2月 第二版 手册新 补充的 公式) 13 福建长 汀 207 14 1985～1998 ?td> 福建 省城 乡规 划设 计研 究院 (2004 年2月 第二版 手册新 补充的 公式) 14 福建崇 安 218 17 1974～1990 ?td> 福建 省城 乡规 划设 计研 究院 (2004 年2月 第二版 手册新 补充的 公式) 15 福建东 山 223 20 1979～1998 ?td> 福建 省城 乡规 划设 计研 究院 (2004 年2月 第二版 手册新 补充的 公式) 16 福建福 安 206 25 1966～1990 ?td> 福建 省城 乡规 划设 计研 究院 (2004 年2月 第二版 手册新 补充的 公式)
龙洞河水电站有压引水隧洞结构计算书 1工程概况 公明供水调蓄工程供水隧洞是从鹅颈至公明水库连通隧洞L0+387 桩号接往石岩水库的一条供水隧洞，全长 6.397km，桩号为 G0+000~G6+397。根据初步设计报告供水隧洞为 2 级建筑物，设计流量为 10.24m3/s，采用圆型断面，内径为 3.4m。供水隧洞进口底高程为 29.60m，出口底高程为 27.50m，隧洞全段纵坡为 -0.0328%。供水隧洞Ⅱ类围岩 3576m、Ⅲ 类围岩 1836m、Ⅳ类围岩 345m、Ⅴ类围岩 310m。 2设计依据 2.1 规范、规程 《水工隧洞设计规范》（ SL279-2002）（以下简称“隧洞规范”） 《水工隧洞设计规范》（ DL/T 5195-2004）（电力行业标准，下称“电力隧洞规范”）《水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）》（SDJ20-78）（以下简称“砼规” ） 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001） 2.2 参考资料 《深圳市公明水库调蓄工程初步设计报告》（深圳市水利规划设计院， 2007.05） 《G-12 隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序》 《PC1500 程序集地下结构计算程序使用中的几个问题》（新疆水利厅，张校正） 《取水输水建筑物丛书－隧洞》 《水工设计手册－水电站建筑物》（水利电力出版社， 1989） 《水击理论与水击计算》（清华大学出版社， 1981） 《水力学－下册》（吴持恭，高等教育出版社，1982） 3计算方法 隧洞支护及衬砌结构按新奥法理论进行设计，支护型式采用锚喷支护通过工程类比确 定，喷锚支护类型及其参数参照电力隧洞规范附录 F 表 F.1 选取；衬砌型式采用钢筋混凝 土衬砌。根据隧洞规范 6.1.8 条第 2 点规定，围岩具有一定的抗渗能力、内水外渗可能造 成不良地质段的局部失稳，经处理不会造成危害者，宜提出一般防渗要求，本工程按限制
水 利学报SHUILI XUEBAO 2013年6月 文章编号：0559-9350（2013）06-0664-09收稿日期：2012-06-03 基金项目：国家自然科学基金项目（71171151、11201039、51179130）；教育部博士点基金项目（20100141110061）；武汉大学博士 研究生短期出国（境）研修专项经费；武汉大学2008、2012年博士研究生（含1+4）自主科研项目 作者简介：郭旭宁（1983-），男，河北高阳人，博士生，主要从事水资源最优化管理研究。E-mail ：guoxuning@https://www.doczj.com/doc/b513050965.html, 通讯作者：胡铁松（1964-），男，湖北浠水人，教授，博士生导师，主要从事水文及水资源研究。E-mail ：tshu@https://www.doczj.com/doc/b513050965.html, 第44卷第6期 基于调度规则的水库群供水能力与风险分析 郭旭宁，胡铁松，曾祥，杜永鑫 （武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072） 摘要：鉴于水库群供水风险指标体系的复杂结构和层次特征，本文采用层次分析法确定不同用水户各风险指标的权重，以供水风险最小为目标函数，构建水库群供水优化调度模型，提出了探讨水库群供水能力与风险分析的一般框架。即主要由以下4部分构成：（1）来水、用水资料的随机模拟生成；（2）水库群供水风险综合评价指标的计算；（3）聚合水库调度图与共同供水任务分配过程的优化；（4）共同供水任务分配规则的拟定。通过调整主要用水户的需水额度，分析水库群供水量与供水风险之间的关系，确定允许风险范围内的水库群供水能力。以中国北方某并联供水水库群为例，对调度规则控制下水库群供水能力与相应风险进行了分析，验证了所提框架的可行性与合理性。 关键词：调度规则；水库群；供水能力；供水风险；层次分析法；SCE-UA 算法 中图分类号：TV697文献标识码：A 1研究背景 水库群供水联合调度旨在调节时空分布不均的天然来水，发挥库群的水文与库容补偿作用，最大程度地满足需水要求。在一定的水文环境下，水库群供水能力不仅取决于水库的兴利库容，而且与联合调度规则密切相关。基于调度规则的水库群供水能力与风险分析研究，对于以水库群为对象的水利工程的规划和管理具有重要意义。 调度规则控制下的水库群供水能力不同于非受控条件下的水库群供水能力，这是因为调度规则是综合各种复杂情况统一制定的、具有普适性的操作规则，它不按具体情况区别对待。比如，在水库供水调度中，中长期的来水信息是未知的，供水决策只能参照水库当前蓄水状态制定。当水库运行水位较低时，按照调度规则一般都会适当限制当前供水以保障未来基本用水。但天然来水是不确定的，若下一时段来水很丰富，那么当前的限制供水则是不必要的。但是，为了兼顾持续干旱的情况，按照调度规则进行限制供水又是必须的，这就使得调度规则控制下的水库群供水能力要小于非受控条件下的水库群供水能力。值得注意的是，调度规则的普适性恰是它得到广泛应用的关键所在，因此研究调度规则控制下的水库群供水能力更具实际意义。 水库群优化调度研究一直备受关注，Yeh ［1］、Wurbs ［2］和Labdie ［3］等人分别在不同时期对水库群调度规则、模拟及优化模型的相关研究做过总结评述。就优化方法而言，水库群优化调度经历了从单纯依靠数学规划方法到多种方法（数学规划、演化算法、神经网络等）并举的发展过程；就求解模式而言，它经历了从模拟、优化模型相对独立到二者有机结合的发展过程。为实现水库群供水优化调度，国外学者提出了Space rule 、New York rule 、Parametric rule 和Hedging rule 等供水规则［4］；在国内，供水调度规则一般由不同形式的供水调度图或调度函数表示 ［5-6］。本文基于模拟-优化模式，采— —664DOI:10.13243/https://www.doczj.com/doc/b513050965.html,ki.slxb.2013.06.011
序号 县（市）名 暴雨强度公式 （L/s ·hm 2） 资料记录年数（a ） 备注 1 南昌 64 .0)4.1()69.01(1598++= t LgP q 35 用7年自动记录雨量资料统计法求得 64 .0)4.1()69.01(1386++= t LgP q （487，423） 2 新建 64 .0)4.1() 69.01(1464++=t LgP q 18 446 3 景德镇 7 .0)8() 60.01(2226++=t LgP q 27 370 4 萍乡 79 .0)10() 78.01(2619++=t LgP q 30 308 5 九江 7 .0)8() 60.01(2307++=t LgP q 73 383 6 彭泽 66 .0)8() 58.01(1350++=t LgP q 15 248 7 湖口 7 .0)8() 60.01(2198++=t LgP q 32 365 8 瑞昌 7 .0)8() 60.01(1707++=t LgP q 14 284 9 都昌 7 .0)8() 60.01(1323++=t LgP q 20 220 10 德安 74 .0)9() 70.01(1171++=t LgP q 12 74 .0)9() 70.01(1771++= t LgP q A=1771？166 11 永修 64 .0)4.1() 69.01(1330++=t LgP q 30 405 12 星子 7 .0)8() 60.01(1860++=t LgP q 29 309 13 武宁 79 .0)10() 78.01(2273++= t LgP q 18 368 14 修水 79 .0)10()78.01(3246++= t LgP q 21 用6年自动记录雨量资料统计法求得 79 .0)10()78.01(3006++= t LgP q （382，354） 15 上饶 71 .0)5() 47.01(2374++= t LgP q 22 463 16 婺源 71 .0)5() 47.01(1818++= t LgP q 23 355
中南民族大学 毕业论文(设计) 学院：资源与环境学院 专业：水文与水资源工程年级：2012 题目: 武汉暴雨强度公式的推算与优化 学生姓名：周凯学号：2012215335 指导教师姓名：黄治勇职称:研究员 年月日
中南民族大学本科毕业论文（设计）原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年月日
目录 摘要： (1) Abstract (1) 1概论 (2) 1.1论文选题背景及研究意义 (2) 1.1.1论文的选题背景 (2) 1.1.2 论文选题的研究意义 (2) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.3 本论文研究的内容 (4) 2 实验过程 (4) 2.1 所用资料 (4) 2.2 武汉市降雨频率分析 (5) 2.3 降水极大值的时间分布特征 (6) 2.4 暴雨日年际变化特征分析 (6) 2.5暴雨过程特征分析 (7) 3 暴雨强度公式修订 (8) 4.1 结论 (14) 4.2 讨论 (15)
武汉暴雨强度公式的推算与优化 摘要：作为一个千万级人口的大城市，武汉处在我国南北气候过度带，暴雨灾害频繁发生，在面对城市发展对排水系统有更高的要求时，必须要有准确的暴雨强度公式来给城市的雨水排水系统的设计做依据。本文对国内外的研究暴雨公式进行阐述，并通过武汉近年来降雨分布、频率等资料（1951-2012），对武汉市降雨频率、降水极大值时间分布特征、暴雨日年际变化特征和暴雨过程特征进行了分析，在指数分布、耿贝尔、皮尔逊三种现行的几种研究方法进行了适用性、差异性的探讨并从中选取皮尔逊法对武汉暴雨强度公式进行拟合。再通过对暴雨强度公式的精度进行检验，并最终得出相对准确的暴雨强度公式。并在降雨分析过程中发现如下几个结论：武汉年降雨量在近几年有上升趋势、丰水年与枯水年的一个循环平均年数为15年、夏季暴雨日占全年暴雨日的64.5%、在武汉24小时降雨量情况中16时占24小时降雨量的比例最大，约占38.9%。且降雨分布主要集中在13至18时这7个小时内。通过以上结论可以为武汉暴雨预警及洪水设计提供针对性的预防。 关键词：暴雨强度公式、重现期、降雨历时 Calculation and optimization of heavy rain intensity formula in Wuhan Abstract：As one of ten million population in large cities, Wuhan in China, the climate in the north and south over the zone, the rainstorm disasters occur frequently, in the face of urban development of drainage system and higher requirements which must be accurately the rainstorm intensity formula to do according to the design of urban rainwater drainage system.In this paper, the domestic and foreign research on the rainstorm formula is described, the existing research methods are applied, the differences are discussed and the suitable method is chosen to fit the Wuhan rainstorm intensity formula. Key words: Heavy rain intensity formula, Recurrence period, Duration of rainfall
福建省建设厅关于批准发布省工程建设地方标准《福建省城市及部分县城暴雨强度公式》的通知 文号：闽建科〔2003〕27号 各设区市建设局： 经审查，批准福建省城乡规划设计研究院、深圳职业技术学院主编的《福建省城市及部分县城暴雨强度公式》，为福建省工程建设地方标准，编号为DBJ13—52—2003，自2003年12月1日起施行。在施行过程中，有什么问题和意见请函告我厅科学技术处。 该标准由省建设厅负责管理，省工程建设科学技术标准化协会组织出版发行。 城市及部分县城暴雨强度公式 DBJ13-52-2003 建设部备案号：J10298-2003 1总则 1.0.1为提高我省城市雨水排水工程规划及设计的科学性、合理性和经济性，根据我省设市城市和部分县城的降雨资料，特制定本标准。 1.0.2本标准适用于我省23个设市城市与16个县城的雨水排水工程规划和设计，其中石狮市与晋江市毗连，两市暴雨强度公式可以共用。与本标准列出的城市和县城气象条件相似的地区可参照使用。 1.0.3城市和县城雨水排水工程规划和设计除执行本标准外，尚应符合国家现行的有关强制标准制定。 2术语 2.0.1q-暴雨强度（升/秒·公顷） 2.0.2q20-重现期为1年、降雨历时为20分钟的暴雨强度值（升/秒·公顷） 2.0.3q5-重现期为1年、降雨历时为5分钟的暴雨强度值（升/秒·公顷） 2.0.4t-降雨历时（分钟） 2.0.5Te-重现期（年） 3福建省城市及部分县城暴雨强度公式 城市（县城）〖〗暴雨强度公式（升/秒·公顷）〖〗q20〖〗q5 福州〖〗 福州〖〗q=2136.312（1+0.700LgTe)〖〗(t+7.576)0.711〖〗202.044〖〗353.094 福清〖〗q=1220.705（1+0.505LgTe)〖〗(t+4.083)0.593〖〗185.036〖〗329.899 长乐〖〗q=1310.144（1+0.663LgTe)〖〗(t+9.929)0.624〖〗180.663〖〗334.209 连江〖〗q=2145.118（1+0.635LgTe)〖〗(t+5.083)0.723〖〗204.557〖〗383.883 闽侯〖〗q=4118.863（1+0.543LgTe)〖〗(t+13.651)0.855〖〗203.795〖〗337.541 罗源〖〗q=2765.289（1+0.506LgTe)〖〗(t+10.713)0.767〖〗199.970〖〗334.357 厦门〖〗 厦门〖〗q=1432.348（1+0.582LgTe)〖〗(t+4.560)0.633〖〗188.814〖〗343.090 漳州〖〗 漳州〖〗q=2618.151（1+0.571LgTe)〖〗(t+7.732)0.728〖〗233.080〖〗410.800 龙海〖〗q=1273.318（1+0.6241LgTe)〖〗(t+3.208)0.569〖〗212.760〖〗384.358 漳浦〖〗q=2253.448（1+0.563LgTe)〖〗(t+12.114)0.703〖〗196.626〖〗306.056 云霄〖〗q=1184.218（1+0.446LgTe)〖〗(t+4.660)0.540〖〗209.776〖〗347.972 诏安〖〗q=1219.148（1+0.495LgTe)〖〗(t+4.527)0.558〖〗204.472〖〗346.576
水库供水水量平衡计算说明计算时间从2008年9月1日开始至2009年6月30日止(即2009年枯水期结束)的枯水时段，计算基点为2008年9月1日，此时水库水位为252.70m，相应库容为1700万m3。计算方法采用水量平衡法，垫底库容(不可利用库容)按设计死库容，取水塔取水口底坎堰顶高程、取水口处库底高程对应库容分别进行计算，计算过程中不考虑天然降水增加水库库容，详细计算过程见附件2。计算成果为：方案一、即按水库正常运用，垫底库容(不可利用库容)按设计死库容(设计死库容为880万m3，相应死水位为251.50m)计算。计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底水库的可供水量分别为：610万m3、500万m3、185万m3、-160万m3、-415万m3、-620万m3、-625万m3、-70万m3、-190万m3、-300万m3。按此方案调度，2008年9月至2008年11月，水库可保障向城区供水，从2008年12月至2009年6月水库可供水量出现负数，说明此期间水库不能向城区提供需求的水量，最大缺水月份为2009年3月，最大月缺水量为625万m3。 方案二、即按水库水可自流进一泵站，垫底库容(不可利用库容)按取水塔取水口底坎堰顶高程(250.75m)对应库容(死库容500万m3)计算，计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底的可供水量分别为：990万m3、880万m3、
565万m3、220万m3、-35万m3、-240万m3、-245万m3、310万m3、190万m3、80万m3。按此方案调度，2008年9月至12月及2009年4月至6月，水库可保障向城区供水，2009年1至3月，水库可供水量出现负数，说明此期间水库不能向城区提供需求的水量，最大缺水月份为2009年3月，最大月缺水量为245万m3。 方案三、即按不远距离开挖库底引水渠，垫底库容(不可利用库容)按取水口处库底高程(250.00m)相应库容250万m3计算，计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底的可供水量分别为：1240万m3、1130万m3、815万m3、470万m3、215万m3、10万m3、5万m3、560万m3、440万m3、330万m3。按此方案调度，2008年9月至2009年6月，水库可保障向城区供水。 按方案一调度，即按水库正常运用、垫底库容(不可利用库容)为设计死库容880万m3，此方案没能利用部分死库容做为抗旱应急水源、过于保守。按方案三调度，即按垫底库容(不可利用库容)为取水口处库底高程(250.00m)，没有考虑水库淤积及坝基渗漏造成的实际库容减少，过于乐观。方案二即考虑了充分利于部分死库容做为抗旱应急水源，又充分考虑了水库淤积等因素造成的实际库容减少，较为合理，故选用方案二进行调度运用。
龙洞河水电站有压引水隧洞结构计算书 1 工程概况 公明供水调蓄工程供水隧洞是从鹅颈至公明水库连通隧洞L0+387桩号接往石岩水库的一条供水隧洞，全长6.397km，桩号为G0+000~G6+397。根据初步设计报告供水隧洞为2级建筑物，设计流量为10.24m3/s，采用圆型断面，内径为3.4m。供水隧洞进口底高程为29.60m，出口底高程为27.50m，隧洞全段纵坡为-0.0328%。供水隧洞Ⅱ类围岩3576m、Ⅲ类围岩1836m、Ⅳ类围岩345m、Ⅴ类围岩310m。 2 设计依据 2.1 规范、规程 《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）（以下简称“隧洞规范”） 《水工隧洞设计规范》（DL/T 5195-2004）（电力行业标准，下称“电力隧洞规范”）《水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）》（SDJ20-78）（以下简称“砼规”） 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001） 2.2 参考资料 《深圳市公明水库调蓄工程初步设计报告》（深圳市水利规划设计院，2007.05） 《G-12隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序》 《PC1500程序集地下结构计算程序使用中的几个问题》（新疆水利厅，张校正） 《取水输水建筑物丛书－隧洞》 《水工设计手册－水电站建筑物》（水利电力出版社，1989） 《水击理论与水击计算》（清华大学出版社，1981） 《水力学－下册》（吴持恭，高等教育出版社，1982） 3 计算方法 隧洞支护及衬砌结构按新奥法理论进行设计，支护型式采用锚喷支护通过工程类比确定，喷锚支护类型及其参数参照电力隧洞规范附录F 表F.1选取；衬砌型式采用钢筋混凝土衬砌。根据隧洞规范6.1.8条第2点规定，围岩具有一定的抗渗能力、内水外渗可能造成不良地质段的局部失稳，经处理不会造成危害者，宜提出一般防渗要求，本工程按限制
珠海市暴雨强度公式及计算图表 （近50年） 珠海市气象局 广东省气候中心 二O 一五年四月
说 1.本计算图表以珠海国家地面气象观测站53年（1962～2014年）连续自记雨量记录为基础，利用国内先进的“降水数字化处理系统”得到高精度的原始数据，采用年最大值法进行编制。 2.以重现期2、3、5、10、20、30、50、100（年）相应的单一重现期暴雨强度公式制表。设计暴雨强度可按选定设计重现期直接查用表列数值（单一重现期暴雨强度公式见表一）。 3.若采用其它重现期，设计暴雨强度可用重现期区间参数公式计算： n b t A q ) (167+= 式中：q —设计暴雨强度（升/秒·公顷） t —降雨历时（分钟） A —雨力 b 、n —地方常数 （A 、b 、n 按重现期区间参数公式计算，公式见表二） 4.考虑到绘制全国城市暴雨公式等值线图，列出包含重现期在内的暴雨强度总公式： 391 .0) 373.5() 659.01(172.847++=t LnP q 因总公式精度不及重现期区间参数公式，故建议推求其它重现期设计暴雨强度时使用区间参数公式。 明 应用重现期区间参数公式计算暴雨强度实例：求P=25年，t=50分钟的暴雨强度q 。 从重现期区间参数公式II ，得： n=0.466 -0.041Ln(P - 5.080) =0.34334（取0.343） b=8.474 -1.313Ln(P - 5.080) =4.54587（取4.546） A=9.295 -0.409Ln(P - 6.737) =8.10691（取8.107） 配得P=25年的暴雨强度计算公式如下： 343 .0) 546.4(107 .8167+?=t q 可按上式计算1～200分钟中任何时段的暴雨强度。 当 t=50： 343 .0)546.4(107 .8167+?=t q =343.453（升/秒/公顷） 5.公式误差 重现期2～20年的暴雨强度公式算得的平均绝对均方差为：0.023（mm/min ），平均相对均方差为：1.65%。精度符合《室外排水设计规范》（GB50014—2006，2014年版）提出的要求。
序号省、自治 区、直辖 市 城市暴雨强度公式q 20 资料年份及起 止年份 编制方法编制单位备注 1 安徽安庆198 25 1954～1979 ?td> 安庆市市政工程 管理处 ?td> 2 安徽安庆191 25 1955～1979 解析法同济大学?td> 3 安徽蚌埠174 24 1957～1980 数理统计法蚌埠市城建局?td> 4 安徽合肥186 25 1953～1977 数理统计法合肥市城建局?td> 5 安徽合肥184 25 1953～1977 解析法同济大学?td> 6 安徽淮南200 26 1957～1982 ?td> 上海市政工程设 计院 ?td>
序号省、自治 区、直辖 市 城市暴雨强度公式q 20 资料年份及起 止年份 编制方法编制单位备注 7 安徽苏州149 21 1959～1979 CRA方法 南京市建筑设计 院 ?td> 8 安徽芜湖188 20 1956～ 1976(缺1968) 数理统计法芜湖市政公司?td> 9 安徽芜湖190 20 1956～ 1976(缺1968) 解析法同济大学?td> 10 北京北京187 40 1941～1980 数理统计法 北京市市政设计 院 适用于P=0.25～ 10a，P=20～100a另 有公式 11 北京北京186 40 1941～1980 解析法同济大学?td> 12 福建长乐180 20 1979～1998 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式)
序号省、自治 区、直辖 市 城市暴雨强度公式q 20 资料年份及起 止年份 编制方法编制单位备注 13 福建长汀207 14 1985～1998 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式) 14 福建崇安218 17 1974～1990 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式) 15 福建东山223 20 1979～1998 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式) 16 福建福安206 25 1966～1990 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式) 17 福建福鼎219 20 1979～1998 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式) 18 福建福清184 19 1980～1998 ?td> 福建省城乡规划 设计研究院 (2004年2月第二版 手册新补充的公式)
老虎潭水库供水能力及动态调度浅析 【摘要】文章以老虎潭水库年来水量和供水量等资料为依据，对水库的供水能力进行复核，并根据供水现状，优化调度方案，分析可挖掘的供水潜力，预测水库的远期供水效益。 【关键词】供水能力；动态调度；浅析 老虎潭水库原设计承担湖州中心城区供水任务，但随着城市发展和城乡供水一体化进程的推进，供水规模和范围不断扩大，能否扩大老虎潭水库供水能力，尽可能提高水库兴利功能，成为水库面临的新问题。 1 水库概况 老虎潭水库坝址以上集雨面积110km2，水库正常蓄水位为49m，相应库容为7207万m3（水面面积5.267km2）；台汛期限制水位47m，防洪库容3503万m3；水库灌溉死水位为38.0m，相应库容为2629万m3；供水死水位28m，相应死库容为394万m3；水库总库容9966万m3。水库设计年供水能力6342万m3，供水保证率95%。 水库原初步设计采用的水文系列年份从1962～2002年共41年，分析的多年平均流量2.733m3/s，多年平均径流量8622万m3。本次按照最新水文资料系列延长至2012年，共51年，分析的多年平均流量2.708m3/s，多年平均径流量8557万m3，与初步设计成果相当。水库1962～2012年长系列年径流量过程线见下图： 2 增加供水能力分析 2.1 汛限水位动态控制方案 2.1.1 方案拟订 预泄调度可以通过短期的气象预报的不同量级暴雨的降水情况和流域洪水预报，有针对性地对水库实行预泄水量。老虎潭水库规模主要受台风洪水控制，通过预泄手段，可以在台汛期抬高蓄水位，在台风洪水来临前将库水位预降至汛限水位或以下的某一水位，以满足水库防洪要求。待洪峰过后，将库水位拦蓄至一定的水位，已便获得更大供水能力。 初步拟老虎潭水库非汛期及梅汛前期（4月15日～5月31日）抬高蓄水位至50m，主梅汛期（6月1日～7月15日）为49m，台汛期（7月16日～10月15日）抬高蓄水位至49m的汛限水位动态控制方案，台汛期起调水位仍为47m。 2.1.2 控制条件
一、定义 暴雨强度：指单位面积上某一历时降水的体积，以升/（秒?公顷）(L/（S?hm2）)为单位。专指用于室外排水设计的短历时强降水（累积雨量的时间长度小于120 分钟的降水） 暴雨强度公式：用于计算城市或某一区域暴雨强度的表达式 二、 其他省市参考公式： 三、暴雨强度公式修订 一般气候变化的周期为10~12年，考虑到近年来的气候变化异常，5~10年宜收集新的降水资料，对暴雨强度公式进行修订，以应对气候变化。 工作流程：
1.资料处理； 2.暴雨强度公式拟合（单一重现期、区间参数公式、总公式）； 3.精度检验； 4.常用查算图表编制； 5.各强度暴雨时空变化分析 注意事项： 基础气象资料 采用当地国家气象站或自动气象站建站～至今的逐分钟自记雨量记录，降水历时按5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 分钟共11种，每年每个历时选取8 场最大雨量记录； 年最大值法资料年限至少需要20 年以上，最好有30 年以上资料； 年多个样法资料年限至少需要10 年以上，最好有20 年以上资料。 统计样本的建立 年多个样法：每年每个历时选择8个最大值，然后不论年次，将每个历时有效资料样本按从大到小排序排列，并从大到小选取年数的4 倍数据，作为统计样本。 年最大值法：选取各历时降水的逐年最大值，作为统计样本。 （具有十年以上自动雨量记录的地区，宜采用年多个样法，有条件的地区可采用年最大值法。若采用年最大值法，应进行重现期修正） 具体计算步骤： 一、公式拟合 1.单一重现期暴雨强度公式拟合 最小二乘法、数值逼近法
2.区间参数公式拟合 二分搜索法、最小二乘法
我国城市暴雨强度公式查询列表 1 安徽安庆198 25 1954～1979 安庆市市政工程管理处 2 安徽安庆191 25 1955～1979 解析法同济大学 3 安徽蚌埠17 4 24 1957～1980 数理统计法蚌埠市城建局 4 安徽合肥186 25 1953～1977 数理统计法合肥市城建局 5 安徽合肥184 25 1953～1977 解析法同济大学 6 安徽淮南200 26 1957～1982 上海市政工程设计院 7 安徽芜湖188 20 1956～1976(缺1968) 数理统计法芜湖市政公司 8 安徽芜湖190 20 1956～1976(缺1968) 解析法同济大学 9 北京北京187 40 1941～1980 数理统计法北京市市政设计院适用于P=0.25～10a，P=20～ 100a另有公式 10 北京北京186 40 1941～1980 解析法同济大学
11 福建长乐180 20 1979～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 12 福建长汀207 14 1985～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 13 福建崇安218 17 1974～1990 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 14 福建东山223 20 1979～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 15 福建福安206 25 1966～1990 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 16 福建福鼎219 20 1979～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 17 福建福清184 19 1980～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 18 福建福州179 24 1952～1959,1964～1979 解析法同济大学 19 福建福州204 20 1979～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 20 福建惠安172 20 1979～1998 福建省城乡规划设计研 究院 (2004年2月第二版手册新补充 的公式) 21 福建建瓯200 20 福建省城乡规划设计研(2004年2月第二版手册新补充
某市为推求当地的暴雨强度公式，收集有30年自记雨量记录。每年选择了降雨强度较大的8场雨，然后按降雨强度不论年次而按大小由第1号排到第240号，最后选取了前120号降雨作为最终的统计资料。其中排在第30号的那场雨的降雨资料如下：降雨历时5、10、15、20min 的累计降雨量分别为9、15、19、22mm 。试计算该场雨各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i （mm/min ）值；并根据你计算的i 值，从下列三个暴雨强度公式中选取一个比较适合该市的暴雨强度公式，)ha s /L () 14t ()76lgP .01(3600q 84.01?++=、)ha s /L ()12t ()77lgP .01(2500q 74.02?++=、)ha s /L ()3.6t ()71lgP .01(1800q 71 .03?++=。并利用该公式计算上述第30场雨降雨历时为120min 时的累计降雨量。（暴雨强度均保留小数点后两位，降雨量单位为mm ，保留小数点后一位）
解： （1）i t=5min =9/5=1.80（mm/min ）； i t=10min =15/10=1.50（mm/min ）； i t=15min =19/15=1.27（mm/min ）； i t=20min =22/20=1.10（mm/min ）。 （2）排在第30号的这场雨的重现期)a (14301430mM 1NM P ≈?+?=+= ①利用第一个暴雨强度公式)ha s /L ()14t ()76lgP .01(3600q 84 .01?++=计算各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i 如下： )min /mm (82.1167114) (5)76lg1.01(3600i 0.845min t =?++==； );min /mm (49.1167114)(10)76lg1.01(3600i 0.84 10min t =?++== );min /mm (27.1167114) (15)76lg1.01(3600i 0.8415min t =?++== 。)min /mm (11.1167114)(20)76lg1.01(3600i 0.8420min t =?++= = 利用最小二乘法选择最佳暴雨强度公式， 0006 .0)10.111.1()27.127.1()50.149.1()80.182.1()i ?i (Q 22222j j 1=-+-+-+-=-=∑ ②利用第二个暴雨强度公式)ha s /L () 12t ()77lgP .01(2500q 74.02?++=计算各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i 如下： )min /mm (84.1167112)(5)77lg1.01(2500i 0.74 5min t =?++==； );min /mm (52.1167112) (10)77lg1.01(2500i 0.7410min t =?++== );min /mm (31.1167112)(15)77lg1.01(2500i 0.74 15min t =?++== )min /mm (15.1167112)(20)77lg1.01(2500i 0.7420min t =?++= = 利用最小二乘法选择最佳暴雨强度公式，