武汉暴雨强度公式的推算与优化
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暴雨强度公式的详细解释
嘿,朋友!你知道暴雨强度公式吗?这可真是个超级重要的东西呢!就好比是我们了解暴雨这个“小怪兽”的秘密武器。
暴雨强度公式啊,简单来说,就是用来计算在一定时间内暴雨会下
多大的一个工具。
比如说吧,你想想,要是没有这个公式,我们怎么
能知道一场暴雨会带来多大的雨量呀?那岂不是像没头苍蝇一样,完
全不知道该怎么应对啦!
它可不是随随便便就出现的哦,那可是经过好多科学家们辛辛苦苦
研究出来的呢!就好像一个伟大的发明一样。
你看啊,那些科学家们
得收集好多好多的数据,什么降雨量啦、降雨时间啦,然后再通过各
种复杂的计算和分析,才得出了这个公式。
举个例子吧,假如我们想知道下一个小时里会下多少雨,我们就可
以把相关的数据放到暴雨强度公式里,然后它就像一个聪明的小精灵
一样,告诉我们答案啦!是不是很神奇?
哎呀呀,你说要是没有这个公式,我们遇到暴雨的时候得多慌张呀!我们就没法提前做好准备,可能会被淋成落汤鸡,路上可能会积水,
车子都没法开过去呢!
所以啊,暴雨强度公式真的超级重要的!它就像是我们的好朋友,
默默地帮助我们应对暴雨这个“捣蛋鬼”。
我觉得呀,我们真的应该好
好感谢那些研究出这个公式的科学家们,是他们让我们的生活变得更加安全和有序呢!
总之,暴雨强度公式是个非常非常重要的东西,它能帮助我们更好地了解和应对暴雨,让我们的生活更加美好!。
用麦夸尔特法推求暴雨强度公式参数李树平 刘遂庆 黄廷林 提要 从数学上讲,根据重现期P~暴雨强度i~降雨历时t关系表,推求暴雨强度公式中的A1、c、n、b参数,是一个非线性已知关系式的参数估计问题。
通过对麦夸尔特法进行了理论分析和实例说明,麦夸尔特法可以实现暴雨强度公式参数的一举寻优,同时也放宽了对初始值选择的限制。
该方法实用可行,拟合精度较高。
关键词 暴雨强度公式 麦夸尔特法 非线性关系式 参数估计0 引言暴雨强度公式是设计城镇排水管渠的重要基础公式,是计算暴雨地面径流和确定工程设计流量的重要依据,它的正确性直接关系到城市基础设施建设的科学性[1]。
室外排水设计规范(GBJ14-87)指出,设计暴雨强度应按下列公式计算[2]:i=A1(1+c lg P)(t+b)n=i(P,t;A1,c,n,b)(1)式中i———设计暴雨强度,mm/min;t———降雨历时,min;P———设计重现期,a;A1、c、n、b———参数,根据统计方法进行计算确定。
传统方法确定公式中的参数A1、c、n、b往往分成两步:(a)首先确定单一重现期的参数,即i= A/(t+b)n中的参数A、n、b;(b)进一步确定综合反映各重现期的参数n、b,以及A=A1(1+c lg P)中的参数。
这种方法推求参数的全过程不但需反复调整,工作量大,而且第一步求参数需用图解试凑法,所求参数具有一定的任意性,再通过第二步的误差传递,使最后求得的参数并不是最佳拟合参数[3]。
实际上根据历年暴雨记录表,在确定的理论频率曲线上,按计算重现期对应的频率截取理论频率强度,整理成暴雨强度i~降雨历时t~重现期P关系表后,式(1)中参数A1、c、n、b的推求就转化成一个数学问题。
这在数理统计学上归属于非线性已知关系式的参数估计问题。
对非线性已知关系式的参数估计一般有两种方法,一种是高斯-牛顿法,目前已在暴雨强度公式参数的推求中有所应用,其中文献[6]所说的迭代法也属于高斯-牛顿法。
全国各地暴雨强度公式
暴雨强度是指单位时间内降水量超过一定阈值的降水过程。
暴雨强度
的测量和预测对于灾害防范和城市规划有着重要的意义。
根据历史降水数
据和气候特征,在各地区建立暴雨强度公式,可以提供针对性的预警和应
对措施。
统计分析方法是通过对一定时间范围内的降水数据进行统计分析,得
出不同时间尺度上的暴雨强度公式。
统计分析方法常用的有概率统计方法、频率分析方法和格点插值方法。
概率统计方法是根据降水频率分布特征,
结合极值分布理论,通过对历史降水数据进行拟合,得到暴雨强度与概率
的关系。
频率分析方法是将观测降水数据分成一系列等概率部分,计算每
部分的平均值、最大值等统计量,得到暴雨强度与发生频率的关系。
格点
插值方法是将雨量观测点上的降水数据插值到整个地区,然后通过统计分
析方法得出暴雨强度公式。
对于全国各地的暴雨强度公式来说,因为地理气象特征和降水分布的
差异性很大,所以每个地区的公式都是独立的,并且需要根据当地的气象
观测数据来建立和验证。
在建立暴雨强度公式时,还需要考虑一些其他因素,例如地形特征、植被覆盖、土壤类型等,因为这些因素对降水过程和
暴雨强度有着重要的影响。
总之,全国各地暴雨强度公式是预测和描述特定地区暴雨强度的数学
模型,通过统计分析和观测数据建立,对于灾害防范和城市规划具有重要
意义。
然而,由于暴雨过程的复杂性和不确定性,建立准确可靠的暴雨强
度公式仍然是一个挑战,需要不断的观测和研究来进一步完善和改进。
中国城市新一代暴雨强度公式全国中国城市新一代暴雨强度公式是指根据城市气候变化、短时强降水频率和降雨空间分布特征等因素,通过统计分析城市降雨数据,结合理论和实证研究,建立的可供城市防汛规划和城市防洪排涝工程设计参考的数学公式。
这些公式考虑了城市规模、地形条件、城市化程度等因素,旨在提供科学依据和技术支持,为城市管理者和气象预报员提供有关防洪防汛的参考指标。
暴雨强度公式的研究是城市防洪工程设计和城市防汛规划的基础。
通过分析和总结实际城市暴雨事件的特征和规律,可以建立数学模型,预测各种强度的暴雨发生概率,进而提供给城市规划决策者作为参考,制定相应的防洪措施和排涝工程设计方案。
首先,需要对城市区域划分为不同的区域,根据气象观测站的气象资料和城市特点进行区域划分。
每个区域的暴雨强度公式需要根据该区域的降雨量经验和历史数据进行建模。
其次,需要收集和分析大量的降雨观测数据,包括不同时间尺度和强度的降雨观测数据。
这些数据可以来自于气象观测站、气象雷达、卫星遥感等多个渠道,通过统计分析和建模,得到每个区域不同强度的降雨概率。
然后,需要考虑城市规模、地形条件等因素对暴雨强度的影响。
例如,山区相对于平原地区,其降雨强度可能更大,需要有相应的修正系数。
最后,需要将得到的暴雨强度公式与实际城市防洪排涝工程设计和城市防汛规划相结合,提供对应的方案和建议。
这样能够帮助城市管理者和气象预报员更好地进行城市防汛工作,提高城市的防洪防汛能力。
总之,中国城市新一代暴雨强度公式的建立是科学的、系统的工程问题,需要考虑多个因素的综合影响。
通过收集、分析和建模不同城市区域的大量降雨数据,结合城市特点和城市化程度等因素,可以得到科学、合理的暴雨强度公式,为城市防洪排涝工程设计和城市防汛规划提供参考和支持。
全国各城市暴雨强度公式研究与应用随着全球气候变化日趋严重,暴雨频率和强度的增加成为了当前气象学领域亟需解决的问题。
为了科学地预测并应对暴雨天气,研究全国各城市暴雨强度公式成为了一项重要的课题。
本文将从理论探讨和实际应用两个方面探讨全国各城市暴雨强度公式的研究与应用。
一、暴雨强度公式的理论探讨暴雨强度公式是通过分析大量历史降雨数据和气象要素,总结出的描述暴雨强度与各种因素之间关系的数学模型。
不同地区的暴雨强度公式存在差异,主要受到地理环境、气象条件、季节等因素的影响。
1. 暴雨强度公式的基本原理暴雨强度公式的基本原理是分析暴雨降水过程中的降水量、时长、频率等要素,通过建立数学模型来揭示暴雨强度与这些要素之间的关系。
常用的数学模型包括多项式回归模型、指数模型、经验公式等,这些模型可以根据具体的研究对象和数据类型进行选择和应用。
2. 影响暴雨强度的因素影响暴雨强度的因素多种多样,包括地理环境、季节、气象条件等。
地理环境因素如地形、植被、河流等对暴雨强度有重要影响。
季节因素会导致不同季节的暴雨强度表现出不同的规律。
气象条件如气温、湿度、风速等也会对暴雨强度产生影响。
研究暴雨强度公式需要综合考虑这些因素,以求得更准确的结果。
二、暴雨强度公式的应用暴雨强度公式的应用可以帮助气象学家、城市规划者、水利工程师等科研和实践工作者更好地理解和应对暴雨天气。
下面将重点介绍暴雨强度公式在城市规划和应急管理两个方面的应用。
1. 城市规划方面的应用城市规划方面,暴雨强度公式的应用可以帮助制定合理的排水方案和建筑物设计标准。
通过研究暴雨强度公式,可以预测不同暴雨强度等级下的降雨量,并据此合理规划城市雨水排放系统,使城市在暴雨天气中能够有效排除降雨,减少洪涝灾害的发生。
此外,暴雨强度公式还可以为建筑物的设计提供参考标准,确保建筑物在暴雨天气中的抗洪能力。
2. 应急管理方面的应用暴雨强度公式在应急管理方面的应用主要体现在预警和救援方面。
全国各城市暴雨强度公式的构建及模型评估暴雨是指降雨量超过一定阈值的强降雨过程,其强度对于城市的水资源调度、城市防汛和城市规划等方面具有重要意义。
为了准确预报和评估暴雨强度,构建适用于全国各城市的暴雨强度公式是至关重要的。
1. 引言暴雨强度的测算是城市防洪和城市规划的重要依据之一。
通过构建暴雨强度公式,可以预测未来短时暴雨的强度,并采取相应的措施来减轻城市洪水灾害的风险。
本文旨在探讨全国各城市暴雨强度公式的构建及模型评估。
2. 数据收集与分析为了构建全国各城市的暴雨强度公式,我们首先需要收集大量的降雨数据,并对数据进行分析。
通过收集全国各城市多年的气象数据,包括降雨量、降雨时长、降雨间隔等指标,可以得到较为全面的降雨信息,为后续建模提供基础。
3. 暴雨强度公式的构建在数据分析的基础上,我们可以采用统计分析的方法构建暴雨强度公式。
常见的方法包括指数分布、逐年逐日分析和极值分布等。
根据不同城市的气象特征和实际需求,选择合适的构建方法,建立适用于各城市的暴雨强度公式。
4. 暴雨强度模型的评估构建暴雨强度公式后,需要进行模型的评估,以验证模型的准确性和可靠性。
评估方法可以包括拟合优度检验、误差分析、均方根误差等指标。
通过对模型进行评估,可以确定模型的适用范围和精度。
5. 实例分析以某一城市为例,我们运用所构建的暴雨强度公式进行实例分析。
通过比对实际观测数据和模型预测结果,评估模型的准确性,并针对可能存在的误差进行分析。
在分析过程中,可以进一步优化模型,并为城市的防汛和规划提供更准确的暴雨强度预测信息。
6. 结论通过对全国各城市暴雨强度公式的构建及模型评估,可以为城市的防洪工作和规划提供科学依据。
构建准确可靠的暴雨强度公式有助于提高城市的防洪能力和减轻洪灾风险。
然而,暴雨强度的预测仍然存在一定的局限性,需要进一步的研究和改进。
本文基于全国各城市的气象数据,运用统计分析方法构建了适用于各城市的暴雨强度公式,并通过实例分析验证了模型的准确性。
我国若干城市暴雨强度公示表(316个城市)
说明:若表中没有列出城市,则可用临近城市的公示代替。
资料来自《给水排水设计手册》,第5册《城镇排水》第二版,2004年2月出版,2008年1月第八次印刷。
表中P、T代表设计降雨的重现期;T E代表非年最大值法选样的重现期;T M代表年最大值法选样的重现期。
用i表示强度时其单位为mm/min,用q表示强度时其单位为L(s•hm2)。
给排水软件相关专业术语:
降雨强度 rainfall intensity:
单位时间内的降雨量。
其计量单位通常以毫米/分钟 (或升/秒公顷)表示。
重现期 recurrence inerval:
经一定长的雨量观测资料统计分析,等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间。
其单位通常以年表示。
暴雨强度 rainfall intensity:
在某一历时内的平均降雨量,即单位时间内的降雨深度。
工程上常用单位时间内单位面积内的降雨体积来表示。
全国各城市暴雨强度公式的应用案例分析暴雨是指暴雨天气,一般是指降雨量非常大的降水现象。
暴雨强度公式是用于计算暴雨的降雨强度的数学公式。
在全国范围内,不同城市的暴雨强度公式会有所不同,因为每个地区的气候、地形、环境条件等各异。
本文将通过案例分析,讨论全国各城市暴雨强度公式的应用情况。
案例一:北京市暴雨强度公式北京市位于华北地区,受季风气候的影响,暴雨时常发生。
根据北京市气象局的统计数据和历史观测资料,北京市的暴雨强度公式可以简化为以下形式:I = 3.2 × (P / T)^0.56其中,I表示暴雨强度(单位:mm/h),P表示降雨量(单位:mm),T表示降雨时长(单位:h)。
该公式在北京市的气象预报和城市防洪工程设计中得到广泛应用。
通过该公式,相关部门可以根据实时的降雨量和降雨时长,及时预警并采取应对措施,确保市民的生命财产安全。
案例二:广州市暴雨强度公式广州市位于南方的珠江三角洲地区,属于热带季风气候。
由于地形起伏和多河流交汇,广州市的暴雨情况复杂多变。
广州市气象局根据本地区的降雨特点和气象数据,研究出了适用于广州市的暴雨强度公式。
I = 3.8 × (P / T)^0.6 + 0.4 × (P / T)^0.4该公式在广州市的气象预报、城市排水设计以及防洪抗灾工作中被广泛运用。
通过该公式,相关部门可以更加准确地评估降雨对城市排水系统的影响,提前制定应急预案,避免城市内涝和洪涝灾害的发生。
案例三:上海市暴雨强度公式上海市位于中国东南沿海地区,受到台风和热带气旋的影响比较大。
上海市暴雨强度公式的推导基于上海市的气候特点和降雨观测资料,并结合了上海市的地理环境和城市规模等因素。
I = 2.5 × (P / T)^0.65该公式在上海市的气象预报、城市防洪工程规划以及抗台风工作中得到广泛应用。
通过该公式,相关部门可以及时判断台风或热带气旋带来的降雨对上海市的影响程度,采取相应的防洪和救灾措施,保障市民的生命财产安全。
湖北省住房和城乡建设厅、湖北省气象局关于做好暴雨强度公式修订和内涝防治等工作的通知文章属性•【制定机关】湖北省住房和城乡建设厅,湖北省气象局•【公布日期】2014.07.16•【字号】鄂建文[2014]34号•【施行日期】2014.07.16•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】防汛抗旱正文湖北省住房和城乡建设厅、湖北省气象局关于做好暴雨强度公式修订和内涝防治等工作的通知(鄂建文〔2014〕34号)各市、州、直管市、林区住建委(水务局)、气象局:为了落实国务院办公厅《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发〔2013〕23号)精神,根据《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》,住房城乡建设部和中国气象局组织编制了《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,并于近日印发了《住房城乡建设部、中国气象局关于做好暴雨强度公式修订有关工作的通知》(建城〔2014〕66号)(以下简称《通知》)。
现将《通知》转发给你们,并就有关事项通知如下:一、开展城市暴雨强度公式编制修订工作。
暴雨强度公式是反映降雨规律、指导城市排水防涝工程设计和相关设施建设的重要基础。
各地气象部门要按照《室外排水设计规范》(GB50014-2006,2013年版)和《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》要求,指导各市(县)运用中国气象局研制的暴雨强度公式软件,因地制宜、规范开展暴雨强度公式编制修订工作,其相关成果要与住建(城市排水)主管部门共享。
各地住建(城市排水)主管部门要配合做好暴雨强度公式和暴雨雨型确定相关工作,根据当地实际情况明确工程技术要求;要在城市规划、建设和管理中积极为气象观测站网建设及其周边观测环境保护创造条件,保证雨量站观测记录的连续性满足国家有关标准规定。
二、开展城市防涝能力普查和风险区划工作。
各级住建(城市排水)主管部门要尽快开展地表径流、排水设施、受纳水体等与城市内涝有关的普查工作,全面了解城市排水防涝能力现状,建立城市管网等排水设施信息系统;加强与气象部门合作,力争2015年底前,完成城市气象观测站建设规划编制、城市暴雨内涝风险等级标准及区划制定、城市暴雨内涝防治应急预案编制等工作。
全国暴雨强度公式
暴雨强度公式的制定是基于对暴雨形成机制、降雨随时间的变化规律
以及暴雨对各个区域的影响等方面的研究和分析。
一般来说,暴雨强度公
式是经验性的,并通过大量的实测资料进行了验证和修正,以达到准确度
和可靠性的要求。
在中国,全国范围内的暴雨强度公式是由中国气象局主导制定的,主
要参照国际上相关的技术标准和经验,同时结合中国的气象特点和自然地
理条件进行调整和改进。
下面是中国暴雨强度公式的一个例子:I=a*T^b
其中,I表示暴雨强度,T表示暴雨的持续时间,a和b是经验系数。
该公式表明,暴雨强度与暴雨持续时间的关系是非线性的,而是呈指
数增长的趋势。
研究人员通过大量的实测数据,确定了不同区域的经验系
数a和b的取值范围,以适应中国各地的气候特点和降雨规律。
在实际应用中,暴雨强度公式通常会结合其他气象要素和地理信息,
如过去降雨量、地形条件、土壤类型等,以进一步提高预测和评估的准确性。
此外,暴雨强度公式也需要不断进行修订和更新,以适应气候变化和
城市化进程等变化环境中的需求。
总的来说,全国暴雨强度公式是通过对暴雨形成和发展机制的研究,
通过实测资料的统计和分析,制定出来的一种估算和预测暴雨强度的工具。
通过合理的使用和改进,可以提高暴雨预警和防御工作的效果,减少对人
们生产、生活和安全的不利影响。
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:********** 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
-1- 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 武汉暴雨强度公式的推算与优化
-2- 1概论 1.1论文选题背景及研究意义 1.1.1论文的选题背景 武汉属亚热带季风性湿润气候区,具有雨量充沛、日照充足、四季分明,夏高温、降水集中,冬季稍凉湿润等特点。一年中,1月平均气温最低,为3.0℃;7月平均气温最高,为29.3℃,夏季长达135天;春秋两季各约60天,且与周围的农村相比,武汉作为一个大城市,在热岛效应的作用下,城市温度会明显高于周围农村,而且城市热岛效应会对水汽蒸发、空气对流造成影响,从而影响降雨特性,而且城市有很多大规模的建筑群,对空气流动有很大阻碍作用因此也会影响空气对流,最后因为城区工厂生产,交通运输以及人类日常活动使城市上空大气中尘埃比天然情况下高出很多倍,尤其在武汉这样一个千万人口而且拥有大量重工业的城市。综上,武汉市的雷雨天气会明显高于周边农村武汉。湖北省地理位置特殊,降水气候特征明显,如历史曾出现过1931、1954、1998三次特大洪水等情况,另外因为近年来在城市化过程中造成大量的植被削减以及其山地、丘陵为主的特殊地形条件,导致旱涝灾害频发,及滑坡泥石流等地质灾害的发生,造成了当地人在民生产生活和交通运输等方面的巨大的隐患。而武汉作为湖北省省会的更是首当其冲,作为湖北省的经济、文化、政治中心,短历时暴雨带来的城市渍涝,会对对公共交通,生产生活,社会活动造成较大影响。
1.1.2 论文选题的研究意义 我国绝大部分城市所采用的暴雨强度公式是20世纪80年代编制的。我国城市暴雨强度公式的资料年数一半以上为20~29年,资料年数相对较少,迫切需要及时更新。而且,我国尚有一些城镇没有自己的暴雨强度公式。有的城镇的编制公式所用的暴雨资料年限较短,导致误差较大,公式的准确度、可依赖度不高。而作为发展日新月异的武汉,尤其是在近些年来城区向外大幅扩展,城市及周边地貌不断变化,以前所计算的暴雨强度公式应有所偏差,所以应重新计算武汉的暴雨强度公式并对其进行优化。 1.2 国内外研究现状