城市设计暴雨频率计算问题

城市设计暴雨,具有历时短、设计标准较低的特点,与常用的频率计算方法不尽相同。简述了暴雨系列的取样问题;改正了与经验频率有关的计算公式;提出以经验适线法来拟合暴雨系列呈反Ｓ形的分布;比较了推求设计暴雨的几种方法,认为超定量综合法有偏于安全的结果;列述了我国一些城市的暴雨强度公式,其中的参数无一定的规律性,期望进一步工作,在点面上进行协调。     

水文频率计算中对数Γ分布的应用

简述了对数Γ分布的统计特性和不同Ｃｓ／Ｃｖ值时模比系数Ｋｐ的制作方法。介绍了估计参数的矩法、混合矩法和适线法。文中认为,可以用水文资料的原系列直接进行频率计算,以避免对数变换引起的误差;并且,可将该型分布作为比较线型,用于进一步的分析研究中。     

群智能优化算法在水文频率曲线适线中的应用

根据不同适线准则,研究群智能优化算法在水文频率曲线适线中的计算问题,为水利工程规划、水资源优化配置等提供依据。以陕北地区12个主要测站的年径流系列为例,选取五大分布类共12种分布线型,根据我国现行水利水电工程设计洪水计算规范,按照离(残)差平方和最小准则(OLS)、离(残)差绝对值和最小准则(ABS)、相对离差平方和最小准则(WLS),以MATLAB7.6为计算平台,研究模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法和蚁群算法进行水文频率参数的估计。在不同适线准则下,陕北地区年径流最优频率分布模型为广义Logistic分布(Generalized Logistic Distribution,GLO),粒子群算法进行参数估算偏差最小。与传统优化方法相比,群智能优化算法对优化目标函数要求低,是一种推求年径流频率曲线统计参数的新途径。     

广义极值分布及其在水文中的应用

广义极值分布,包括Ｉ型、Ⅱ型和Ⅲ型,是一套完整的统计分布。以往,由于研究不足,常常只能采用极值Ｉ型分布,使应用受到了限制。本文中,详细地探讨了广义极值分布的统计特性,首次研制了该分布的离均系数表,并给出了水文频率计算中的示例。分析表明,应用广义极值分布,也能得到较好的适线结果。特别是有了离均系数表,对水文频率分析和各类统计计算是十分方便的。     

广义г分布的特性和应用

介绍了广义г分布——对数г分布和指数г分布的一些特性和应用。通过变数的平移和倍比变换，建立起统计参数之间的关系，并可利用三参数分布的有关表格(如模比系数KP值表)和适线方法，应用于四参数分布的频率计算上，使计算简化。     

水文计算中的模糊优化适线法

我国在水文计算中广泛应用适线法估计频率曲线参数。本文建议了一种模糊优化适线法。这一方法能较好地考虑经验点据的不确定性，和传统方法相比具有明显的特点。     

广义Γ分布的特性和应用

介绍了广义Γ分布———对数Γ分布和指数Γ分布的一些特性和应用。通过变数的平移和倍比变换,建立起统计参数之间的关系,并可利用三参数分布的有关表格(如模比系数KP值表)和适线方法,应用于四参数分布的频率计算上,使计算简化。     

水文分析中的经验频率

水文频率计算中，经验频率对适线法的结果有重大影响，目前，国内外已有多种多样的经验频率公式。为了探索这些公式的来源和近似程度，本文作了回顾性的分析，并详细讨论了Г分布次序统计量情况下的经验频率值，提出了便于应用且近似性较好的经验频率公式。     

七大流域水文特性分析

我国东西和南北方向地理跨度大,水文特性差异明显。从气候特征、降雨和径流、暴雨和洪水等方面,分析七大流域的水文特性,总结降雨和径流在上下游、干支流等空间上以及年内和年际等时间上的分布规律,并分析暴雨和洪水在成因、发生时间、空间分布、过程等方面的规律,为径流和洪水成果计算提供了基础,也为水文成果的合理性检验提供了参考。     

Г分布保证修正值系数В的确定

本文用统计试验法,对Γ分布估算了水文频率计算中适线法结果的保证修正值系数B,并绘制了用绝对值和最小法及最小二乘法适线的B值诺模图。其应用范围为C_s=0～6及p=0.01%～20%。为便于检读,也列出了此两法的B值表。     

暴雨频率分布线型优选方法的研究

本文将四阶线性矩检验法引入暴雨频率分布线型的选择,分析四阶线性矩检验法作为暴雨频率分布线型的选择准则的适用性,并与国内外其他4种常用的选优统计量得出的结果进行比较.四阶线性矩检验法的结果表明三参数的对数正态分布与各流域的实测暴雨资料拟合最好,这与其他4种方法的结论基本一致,很好地鏊别了暴雨频率的分布线型,四阶线性矩检验法可以作为检验暴雨频率分布线型选择的方法,四阶线性矩检验法扩展了暴雨线型检验的方法.     

基于二次重现期的城市两级排涝标准衔接的设计暴雨

使用珠海市1984—2015年R_1h-R_6h、R_1h-R_12h、R_1h-R_24h3个历时暴雨组合推算排水排涝两级标准衔接的设计暴雨水平。应用阿基米德极值Copula与Kendall分布函数构建不同历时暴雨组合的联合概率分布模式。分析各历时暴雨组合的遭遇概率、"或"重现期、"且"重现期和二次重现期,以出现最大可能概率的方法推算各组合的设计暴雨值。结果表明:二次重现期所对应的累积频率更准确地代表了特定设计频率情况下不同历时暴雨组合的风险率;重现期分别为2年、3年、5年、10年、20年、50年、100年推算的二次重现期设计值介于"或"重现期和"且"重现期设计值之间,小于相应的边缘分布重现期设计值,R_1h-R_{6 h}组合推算的设计值相对误差为3.1%~7.1%;R_1h-R_12h组合推算的设计值相对误差为3.3%~9.3%;R_{1 h}-R_{24 h}组合推算的设计值相对误差为3.9%~12.0%。二次重现期推算的不同历时暴雨组合的设计暴雨分位值为内涝工程的风险管理和管渠尺寸提供了优选标准和设计参考。     

城市设计暴雨雨型研究

采用模糊模式识别方法对我国四个雨量站的雨型进行分类和统计,获得了短历时暴雨雨型的分布特性;经过模拟分析和比较,找出了一种较好地满足城市排水设计要求的设计雨型。     

HadCM3模式下钱塘江流域设计暴雨估算

全球气候变化背景下,极端水文气象事件发生的频率和强度都受到了直接影响,研究气候变化对极端水文气象事件的影响对防灾减灾和工程设计等至关重要.采用了联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告中给出的A1B、A2和B1三种温室气体排放情景,选用大气环流模式Had-CM3,利用随机天气发生器LARS-WG生成逐日气象资料,结合P-Ⅲ型曲线和线性矩方法分析计算了钱塘江流域21世纪中叶的设计暴雨情况.结果表明:LARS-WG天气发生器在钱塘江流域有较好的模拟效果;在A1B和B1情景下,钱塘江流域各站点不同重现期下的设计暴雨值基本呈增大趋势,其中A1B情景下杭州站百年一遇的设计暴雨值为209.14mm,比基准期增大11.0％.     

关于城市暴雨强度公式推求的研究

城市暴雨强度公式的准确性直接影响着城市排水管网的规划设计,老一代的暴雨强度公式已经不能正确反映当地的降雨规律,亟需重新修订。本文以郑州市降雨资料为例,采用年最大值法选样和年多个样法选样对公式进行推求,通过对比分析发现年最大值法操作简单,误差更小,该方法有利于新一轮暴雨强度公式修编的普及。     

设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

为分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响,应用耦合了水文和水动力过程的数值模型,以陕西省西咸新区为研究区域,对不同重现期及峰值比例设计暴雨条件下的内涝过程进行模拟,并对内涝积水总量、不同积水深度内涝面积等量值进行对比分析。结果表明:设计暴雨重现期短于20年时,峰值比例较小的设计暴雨内涝积水总量较大,而重现期长于20年时,规律相反;除2年一遇设计暴雨外,峰值比例较大的设计暴雨致涝总面积较大,但其中影响严重的Ⅳ级致涝面积较小;设计暴雨峰值比例越小,重现期越长,积水总量峰值时刻相对于暴雨峰值时刻的迟滞时间越长。揭示了暴雨雨型与内涝积水程度的量化规律,对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。     

分期设计洪水频率与防洪标准关系研究

现行分期设计洪水模式估算的分期设计洪水值均小于或等于年最大设计值,达不到规定的防洪标准。采用Gumbel-Hougaard Copula函数描述两个分期的分期最大洪水之间的相关性结构,并构造边缘分布为P-Ⅲ分布的分期最大洪水联合分布,建立分期最大洪水与年最大洪水的关系式,讨论分期设计洪水频率与防洪标准应满足的关系,探讨能够满足防洪标准的新的分期设计洪水模式。应用示例表明,新模式主汛期设计值相对年最大设计值小幅度增加,而非主汛期设计值则小于年最大设计值,既满足不降低防洪标准的要求又能够起到优化设计洪水的作用,为分期设计洪水研究提供了一条新的思路。     

Application of a fast stochastic storm surge model on estimating the high water level frequency in the Lower Rhine Delta

In the Lower Rhine Delta of the Netherlands, the high water level is driven by a joint impact of the downstream storm surge and the upstream fluvial discharge, and affected by the operation of existing man-made structures. In scenario-based risk assessment, a large number of stochastic scenarios of storm surges are required for estimating the high water level frequency. In this article, a fast computing stochastic storm surge model is applied to the gauge station of Hook of Holland in the west of the Netherlands. A fixed number of tides are considered in this model based on the information of historical storm surge events. Based on this model, a large number of stochastic storm surge scenarios are derived and forced into a one-dimensional hydrodynamic model of the Netherlands, resulting in peak water levels in Rotterdam, the most vulnerable city in the delta. These peak water levels are statistically analyzed and converted to the high water level frequency curve in Rotterdam. The high water level frequency curve in Rotterdam tends to a much lower design water level compared to the official design water level that is used to design the dikes and structures for protection of the city. Moreover, there is a significant difference in the high water level frequency curves due to the fact that the stochastic storm surge model considers different numbers of tides. This highlights the critical impact of the storm surge duration on the high water level frequency in the Lower Rhine Delta.     

基于随机暴雨移置方法的城市设计暴雨分析

城市地区暴雨洪灾发生频繁，合理计算设计暴雨是解决城市洪涝的重要前提。采用随机暴雨移置方法（Stochastic Storm Transposition，SST），设定暴雨移置区并提取出暴雨目录，通过区域性概率重采样与暴雨空间变换相结合的方式进行降雨频率分析，估计本地化的极端暴雨频率。以上海地区为例，研究发现暴雨移置区内暴雨分布具有空间异质性，暴雨随机移置概率不均，计算得到的设计暴雨方案包含了降雨时空分布信息，在不同重现期下设计暴雨的时空结构存在变异性，说明传统方法中采用的简化雨型和均一化空间分布假设会增加设计暴雨的不确定性。