应用年最大值法推求城市暴雨强度公式的研究

暴雨资料的选择
本文选取南京市为研究对象， 南京是江苏省会， 位
1． 2
选样方法的选取
水文计算样本选取方法一般有年最大值法 、 年超
东经 118ʎ22' 119ʎ14' ， 地处 于北纬 31ʎ14' 32ʎ37' ， 长江下游， 也是长江流域四大中心城市之一。 随着现
收稿日期： 2016 － 10 － 10 基金项目： 南京信息工程大学大创项目 （ 2015 ）
第 47 卷 增刊（ 2 ） 2016 年11 月 文章编号： 1001 － 4179 （ 2016 ） S2 － 0041 － 04
人 民 长 江 Yangtze Ｒiver
Vol． 47 ， Supplement（ Ⅱ） Nov． ， 2016
南京市暴雨强度公式研究
王 诗 雅， 巫 晓 燕， 黄衤 韦 静， 徐
和频率的转换关系为 TM = 1 1 +N = PM m （ 2）
长的城市。
T M 为计算重现期。 式中， 用上式计算经验频率及重现 得到结果如表 2 所示。 期，
表1
年份 1978 1979 980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994
（ 南京信息工程大学 水文气象学院 ，江苏 南京 210044 ） 摘要： 暴雨强度公式是设计城市排水管渠的重要基础公式 ， 是地面产汇流计算和确定工程设计流量的重要依 据， 直接关系到城市基础设施建设的科学性 。气候变化和城市建设使城市水文气象条件不断改变 ， 而目前南 京市采用的暴雨强度公式是 20 世纪 70 年代末编制， 需要进行及时修正。以南京市武定门闸站为代表站 ， 采 用年最大值法选样和皮尔逊 Ⅲ 型曲线进行拟合， 用自适应权重的粒子群优化算法估计得到南京市暴雨强度 公式， 并将此结果与牛顿迭代法 、 最小二乘法得到的结果进行对比 。结果表明： 3 种方法在计算重现期为 2 20 a 时， 平均绝对均方差都小于 0． 05 mm / min， 平均相对均方误差都小于 5% ， 符合精度要求； 且粒子群算法的 结果更为精确， 相对误差小于另外两种传统算法 。 关 键 词： 暴雨强度公式； 粒子群优化算法； 年最大值法； P － Ⅲ型曲线； 牛顿迭代法； 南京市 文献标志码： A DOI： 10． 16232 / j． cnki． 1001 － 4179． 2016． S2． 012 中图法分类号： P33

适线法又分为经验适线法和优化适线法两种适线法的特点是在一定的适线准则下求解与经验点据拟合最优的频率曲线的统计参数但是采用这种方法对各种历时的暴雨资料逐一估计出的统计参数再将频率曲线绘在同一张图上就有可能出现不同历时暴雨频率曲线相交的不合理情况

采用年最大值法选样的暴雨公式拟及其在几个国 家的适用性研究
lat25°32′/long118°28 ′/elev120.0m
35°10′0/136°57′ 54/51m
34°55′36/137°11′ 36/47m
35°13′48/137°17′ 6/264m
测站名 (号) 8051 14015 15590 23000 31011 4223
资料年 份
55-04 年
Lat -37°49′/long 144°58 ′/elev31.15m
Lat -42°53′/long 147°20 ′/elev50.50m
lat6°55′/long107°36′ /elev791m
lat6°25′/long106°9′ /elev28m
lat03°16′20/long101°41 ′10
具体资料情况如下： 表 1 各国暴雨资料情况表
测站名 (号) 常州 沙河 永春 Nagoya Ohkusa Okazaki
资料年份
地理资料
83-04 年
83-04 年
56-03 年
40-2000 年
62-2000 年
42-2000 年
lat31°46′/long119°59 ′/elev3.63m
lat31°19′/long119°26 ′/elev25.6m
=
Sp tn
;或x t,p
= Sp
* t (1−n)

2、基础资料的收集
为了适应一年多遇的情况，城市设计暴 雨所需的系列，与通常的年最大值法取 样（每年只取一个最大值，称为年最大 值系列）不同，即一年中要取多个雨量 值。 一年中取多个雨量值的方法叫做“ 一年中取多个雨量值的方法叫做“超定 量法” 量法”，即超过一定暴雨门槛值的取样， 得到的是超定量系列。
3、暴雨频率计算
（8）频率计算工作是非常重要的环节，如果 精度较差，那么公式拟合得再好，也不可 能得到好的公式。可以说，公式拟合只是 一种计算技巧、一种拟合艺术而已。然而， 仅凭数学计算当然是不够的，还需要进行 合理性分析, 合理性分析,灵活处置随时遇到的问题，这 就要凭水文工作者的智慧和经验了。
2、基础资料的收集
对每一历时的暴雨系列（按自大而小的次 序排列）为： H1,H2, … … , Hn,Hn+1, … … ,HN 当平均每年取1个（k=1）时，得到的是 当平均每年取1个（k=1）时，得到的是 前n个数据，由此组成的系列称为“超大值 个数据，由此组成的系列称为“ 系列” 系列”。Hn+1之后的系列是为一年一遇和一 年多遇时用的。 这些资料要从自记记录上读取，需要认真、 细致、有耐心和不遗漏应取的暴雨量。这 是研制工作的第一关，必须无误。
60
50
40
H (mm)
30
20
10
0 0 20 40 60 80 100 120 140
t (min)
4、暴雨强度公式的研制
（1）屯溪站暴雨强度公式为（详见黄山市报告） 屯溪站暴雨强度公式为（详见黄山市报告）
i= 8.986 (1 + 0.835lg T )
（T=2-100年) T=2-100年
R = 0.9721
2

全国各城市暴雨强度公式的防灾减灾措施研究随着全球气候变暖和城市化进程加快，暴雨对城市造成的灾害日益严重。

为了有效应对暴雨灾害，全国各城市都在不断研究和应用暴雨强度公式，并采取相应的防灾减灾措施。

本文将围绕全国各城市暴雨强度公式的研究和相应措施展开探讨。

一、暴雨强度公式的研究目前，全国各城市普遍采用雷达降水回波图像、气象站观测数据及实时监测信息等数据，结合统计分析方法，研究并建立了暴雨强度公式。

这些公式根据当地的气候特点、地形条件和历史暴雨数据等进行修正和调整，以尽可能准确地反映暴雨的强度和持续时间。

暴雨强度公式的研究有助于城市防洪系统的建立和改进，提高城市防洪能力。

通过研究暴雨强度公式，可以更好地预测和预警暴雨灾害，为城市居民和相关部门提供充足的时间采取相应的防灾减灾措施。

二、防灾减灾措施的研究和应用在研究暴雨强度公式的基础上，全国各城市都积极探索和应用适合本地情况的防灾减灾措施。

以下将介绍几种常见的措施：1. 建设雨水花园：针对城市排水系统容量不足的问题，一些城市开始采用建设雨水花园的方式来分散雨水，减轻暴雨对城市排水系统的压力。

雨水花园通过布置植被和开挖池塘等方式，可以有效减缓雨水流速，增加土壤的渗水能力，降低城市积水和洪水发生的风险。

2. 加强河道治理：针对城市内河流排涝不畅的问题，一些城市采取了加强河道治理的措施。

通过清淤、加宽河道、修建防洪堤坝等方式，提高河流的排水能力，降低城市内涝的风险，并保护河道的生态环境。

3. 改善城市排水系统：一些城市将重点放在改善城市排水系统上，包括加大雨水管道的直径，提高排水管网的密度和井盖的抗洪能力等。

通过完善城市排水系统，可以更好地处理暴雨引发的排水问题，减少城市积水和洪水的发生。

4. 增加绿地面积：城市中的绿地不仅可以提供休闲空间，还能够吸收雨水，减缓暴雨对城市的影响。

因此，一些城市开始增加绿地面积，尤其是建设湿地公园、城市森林等，以增强城市的抗洪能力。