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第33届中国气象学会年会

作者：赵琳娜王彬雁白雪梅李依瞳杨瑞雯李潇濛中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室成都信息工程大学大气科学学院四川省气象台黑龙江省气象台

近年来,城市特大暴雨等极端天气事件越来越多,暴雨引发的洪涝灾害已成为影响城市建设安全、经济社会平稳发展与居民生活安定的主要气象灾害。随着北京城市化进程加快,不透水下垫面的大幅度增加导致城市内涝时有发生,这给城市雨水系统规... 详细信息

近年来,城市特大暴雨等极端天气事件越来越多,暴雨引发的洪涝灾害已成为影响城市建设安全、经济社会平稳发展与居民生活安定的主要气象灾害。随着北京城市化进程加快,不透水下垫面的大幅度增加导致城市内涝时有发生,这给城市雨水系统规划、建设和管理带来严峻挑战。在城市排水设计和防洪排涝中,关键是设计洪峰流量的计算。不同类型的降雨过程即降水雨型,得出的洪峰流量可能有较大差异。此外,本文利用1961—2004年44 a北京观象台逐分钟降雨资料,采用模糊识别法对北京降雨过程进行雨型划分,以期得到北京雨型特征,并选取3种概率分布模型计算北京地区多年降雨过程中不同历时降雨极值的重现期并进行对比分析,为城市积涝预报预警、给水排水、防涝规划、工程设计与建设等提供科学支撑,也可对城市规划设计标准可提供非常重要的参考。1资料处理与研究方法 1.1资料及处理本研究选取北京观象台(116°28′E,39°48′N)作为研究站点。根据《降水量等级》(GB/T 28592-2012),本文以20:00—20:00(北京时,下同)1440 min降雨量大于等于50.0mm作为一场暴雨过程,并利用模糊识别法和统计分析法分析雨型特征。不同历时降水极值及其重现期的计算,采用《城市排水工程设计——暴雨强度公式编制技术指南》中的方法,分别选取5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min共10个历时,提取每年前10个年最大降雨量进行降序排列后,选择资料长度的4倍作为概率计算的基本资料。由于近年来城市设计排水系统的重现期取值常大于1 a,因此本研究重现期分别选择2、5、10、50、100 a。1.2雨型分析方法对于降雨过程而言,每一场呈现出不同的降雨特征。包高马佐娃等根据对降雨过程的大量统计分析,将其概括为7类雨型,单峰型雨型,其峰值分别位于前部、后部和中部;均匀型雨型;双峰型雨型。1.3降雨极值概率分布模型对不同城市降雨极值概率分布模型进行分析时,一般应根据不同地域的特点采用不同的概率分布进行概率曲线拟合。本文分别采用指数分布、皮尔逊Ⅲ型和耿贝尔分布对北京不同历时的降雨极值概率分布进行拟合并作比较,利用K-S方法对三类概率分布进行检验。此外,计算经验分布和实际分布之间的相关系数(r),将其作为进一步选择分布函数的参考标准,以确定哪类概率分布更适合计算北京地区不同历时下降雨极值的重现期。2结果与分析2.1北京地区暴雨日数的分布特点为了获得北京地区降雨过程的特征,以24 h(20:00—20:00时)日降水量大于等于50.0mm作为划分标准,筛选出1961—2004年内所有暴雨过程。结果表明,暴雨80场,其中大暴雨10场,占总场次的12.5%。暴雨日数年代际差异较大,平均每年出现1.8 d,最多可达5 d,最少无暴雨日。2.2暴雨雨型统计将本文选出来的80场降雨过程划分为6个阶段,得到不同降雨过程的雨型。分析可知,北京地区暴雨多单峰型,占80%以上,而均匀型和双峰型较少。这与岑国平等采用模糊识别法分析北京卢沟桥雨量站雨型所得到的该站单峰型雨型居多的结果相一致。而不同月份7类雨型的分布并不一致,6月双峰型雨型,7—9月应重点关注单峰型雨型。2.3暴雨雨型分析通过分析上述80场降雨过程的时程图,发现北京地区降雨的高值区主要集中在00:00—06:00和12:00—18:00,这与李建等利用北京市1961—2004年逐时自记降雨资料得到的北京夏季降雨日变化存在的两个峰值区分别位于午后至傍晚和清晨的结论相一致。单峰型雨型相对于双峰型、均匀型而言,雨量更集中,且更易造成城市洪涝。可见,在一些对暴雨比较敏感的区域,如城市、机场等进行城市防洪时,应重点考虑单峰型雨型。2.4不同历时降雨极值重现期估计在实际工作中,对于每场降雨过程仅仅掌握其演变过程是不够的,还需揭示降雨平均强度与最强时段出现的规律。本文选取北京不同降雨历时(5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min)的年最大降雨量作为统计样本。分别利用指数分布、耿贝尔分布、皮尔逊Ⅲ型进行概率分布模拟。分析各短历时降雨极值表明,北京5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min短历时降雨极值分布不服从指数分布而服从皮尔逊Ⅲ型,由皮尔逊Ⅲ型计算的短历时重现期降雨量能较好地描述北京年最大分钟降雨量。北京重现期降雨极值随着历时增加而增大。200 a不同重现期内,10 min降雨极值取值10.42.6 mm,60 min降雨极值取值22.39.2 mm,180 min降雨极值取值53.09.8 mm。3结论与讨论城市降雨雨型和降雨历时极值的确定,对城市有效开展防洪排涝具有重要意义。北京地区降水由于受多种天气系统、地形和城市热岛效应等因素的综合影响,降雨时空分布不均匀,以致至今尚无统一的降

关键词：暴雨雨型降雨过程重现期皮尔逊Ⅲ型

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关于城市排涝调蓄计算合理性的探讨

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中国农村水利水电 2010年第10期 125-127页

作者：宋锟刘满范跃华湖北省城市规划设计研究院湖北武汉430071 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

利用暴雨管理模型(SWMM)软件对设计排水系统进行径流模拟演算,模拟出设计标准下的降雨过程线,得到排涝标准下的排涝泵站流量和调蓄池容积的对应关系。得出如下结论:通过计算机仿真模拟和自动化设计,可提高工作效率,为工程提供更可靠、... 详细信息

利用暴雨管理模型(SWMM)软件对设计排水系统进行径流模拟演算,模拟出设计标准下的降雨过程线,得到排涝标准下的排涝泵站流量和调蓄池容积的对应关系。得出如下结论:通过计算机仿真模拟和自动化设计,可提高工作效率,为工程提供更可靠、准确的数据,将成为未来城市排涝调蓄科学和合理计算的一种趋势。

关键词：排涝标准暴雨雨型流量过程线 SWMM

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X县城区排水（雨水）防涝规划研究

X县城区排水（雨水）防涝规划研究

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作者：关飞郑州大学

学位级别：硕士

随着城市化水平的提高,城市建成区的面积不断扩大,现有的排水系统已经逐渐无法满足城市排水防涝的需要,汛期因排水不畅而导致的内涝对人们的日常生活造成了巨大的影响。为城市编制排水防涝规划,指导城市排水防涝设施的建设,对于改善城... 详细信息

随着城市化水平的提高,城市建成区的面积不断扩大,现有的排水系统已经逐渐无法满足城市排水防涝的需要,汛期因排水不畅而导致的内涝对人们的日常生活造成了巨大的影响。为城市编制排水防涝规划,指导城市排水防涝设施的建设,对于改善城市生态环境,提高居民生活水平有着重要的现实意义。论文以X县城区为例对其排水防涝规划进行研究和编制。根据收集的地形、水文、气象等方面的基础资料,对X县城市内河水系、排水系统现状、内涝风险区域等进行分析,在此基础上确定雨水径流控制方案、雨水管网设计方案、防涝系统规划方案。利用1987年-2016年的实测降雨资料总结降雨规律,提出符合X县降雨规律的新暴雨强度公式,通过与推荐暴雨强度公式的比选确定选择新暴雨强度公式应用于本次排水防涝规划的编制。利用地形图统计城市规划区范围内各类下垫面的范围和面积,X县规划区范围内现状综合径流系数为0.62。采用芝加哥雨型法设计出短历时暴雨雨型,结合SWMM水力模型对X县现状排水能力、内涝风险区域进行评估,X县现状排水管网长度约82km,排水能力小于1年一遇、1-2年一遇、2-3年一遇、大于3年一遇的管网长度分别为10.64km、24.87km、15.78km、29.71km,X县内涝高、中、低风险区域面积分别为1.43km、3.84km、46.73km,其中现状易涝点有5个,都位于主城区。根据评估结果确定城市新开发区绿色屋顶、下沉式绿地、透水性铺装路面的改造面积分别为3.9km、3.6km、3.3km。确定城市排水体制为分流制,将排水系统分为四个雨水分区,分别为新涡河雨水排放系统、老涡河雨水排放系统、兰河雨水排放系统、黑河雨水排放系统,在此基础上按照满足一般地区2年一遇、重要地区5年一遇的排水标准提出雨水管网设计方案。对X县城市内河重新进行设计改造,使其满足20年一遇防洪,10年一遇除涝的标准,规划明沟断面,使其满足5年一遇防涝的标准,研究城市行泄通道的布局,利用城市现有的湿地、公园建造大型雨水调蓄设施解决内涝水调蓄问题。

关键词：排水防涝暴雨雨型低影响开发

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西安市降雨模式变化研究

西安市降雨模式变化研究

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作者：周晋梅西安建筑科技大学

学位级别：硕士

20世纪80年代以来,西安市进入了快速而稳定的城市化发展阶段,城市规模不断扩大。极端降雨和内涝事件频发,对城市雨水排出设施提出更高要求。近年研究和关注的气候变化热点中,降雨模式特性研究受到较多关注,明确降雨模式变化,对城市雨水... 详细信息

20世纪80年代以来,西安市进入了快速而稳定的城市化发展阶段,城市规模不断扩大。极端降雨和内涝事件频发,对城市雨水排出设施提出更高要求。近年研究和关注的气候变化热点中,降雨模式特性研究受到较多关注,明确降雨模式变化,对城市雨水排水管网的设计可提供理论支撑。本文收集了西安市1961014年共计54年的自记降雨资料,分段统计了年均降雨量及降雨日数、大雨量、暴雨量及其降雨日数、降雨强度、标准化降雨指数SPI和雨型等,对西安市降雨模式进行多时间尺度和趋势分析。主要结论如下:(1)西安市54年年均降雨量整体呈减少趋势,年均降雨日数整体呈减少趋势,降雨日数减少幅度大于降雨量减少幅度,降雨的集中度在增加。大雨最多发生在9月,暴雨最多发生在7月,年均总大雨降雨日数和降雨量、暴雨降雨日数和暴雨量均呈上升趋势,并且降雨量的增加幅度均大于降雨日数的增加幅度。(2)西安市干旱主要以轻旱和中旱为主,1995年之后的干旱主要以中旱为主,轻旱和中旱在7月份的发生频率均较其他月份比较低;54年分段年均SPI指数分布趋势与西安市分段年均降雨量变化趋势一致。(3)相同降雨强度,在不同时期重现期不同,同一强度降雨的重现期在近年分段呈下降趋势;在相同重现期条件下,短历时降雨强度呈现共5次先升高后降低的周期变化,历时越短周期变化越明显;短历时和长历时降雨的降雨强度随年份的增加整体呈减少趋势。(4)随着选样年份的增加,西安市60min短历时降雨的降雨过程更趋于缓和,120min的短历时降雨的雨型由双峰型变为单峰型,降雨集中度有变大趋势,且主要集中在50 min时段发生。

关键词：降雨模式降雨量变化 SPI 降雨强度暴雨雨型

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北京降雨过程分型特征及短历时降雨重现期研究

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暴雨灾害 2015年第4期34卷 302-308页

作者：王彬雁赵琳娜巩远发白雪梅成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

利用北京观象台1961—2004年44 a逐分钟自记降雨资料,采用模糊识别法和统计分析法对北京市降雨过程进行雨型分型,并对5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min共10种不同短历时年最大降雨极值的概率分布利用指数分布、耿贝尔分布... 详细信息

利用北京观象台1961—2004年44 a逐分钟自记降雨资料,采用模糊识别法和统计分析法对北京市降雨过程进行雨型分型,并对5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min共10种不同短历时年最大降雨极值的概率分布利用指数分布、耿贝尔分布和皮尔逊Ⅲ型概率分布函数进行拟合。在此基础上,推算各历时降雨重现期极值。结果表明,暴雨天数年代际差异较大,暴雨量主要集中在50~100 mm范围内;不同月份雨型分布不一致,6月多双峰型,7—9月多单峰型雨型;总体上,北京降雨过程多为单峰型,占80%以上。最大降雨量主要出现在午后至傍晚和凌晨;北京短历时降雨极值的概率分布多数不服从指数分布而服从皮尔逊Ⅲ型分布;重现期降雨极值随历时增加而增大,2 a至100 a重现期内10 min降雨极值取值为10.4~22.6 mm,60 min降雨极值取值为22.3~59.2 mm,180 min取值为53.0~89.8 mm。

关键词：暴雨雨型降雨过程重现期皮尔逊Ⅲ型

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武汉市中心城区雨水花园对降雨径流的削减作用

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2021年第12期 210-212,215页

作者：张冉中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300200

依据《武汉市海绵城市建设设计指南》和《武汉市暴雨强度公式及设计暴雨雨型》,通过对降雨全过程计算分析,研究了雨水花园在不同重现期下对于长历时和短历时暴雨径流峰值削减的能力。研究发现雨水花园对于重现期小于50年的降雨均有削减... 详细信息

依据《武汉市海绵城市建设设计指南》和《武汉市暴雨强度公式及设计暴雨雨型》,通过对降雨全过程计算分析,研究了雨水花园在不同重现期下对于长历时和短历时暴雨径流峰值削减的能力。研究发现雨水花园对于重现期小于50年的降雨均有削减作用,重现期越短,削减作用越明显。对长历时降雨,重现期为3、5、10、20、50年的径流峰值削减率分别为71.3%、57.5%、42.3%、30%、0%;对短历时降雨,重现期为3、5、10、20、50年的径流峰值削减率分别为75.6%、63.9%、37.1%、16.2%、0%。

关键词：海绵城市径流削减暴雨雨型

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