中小流域设计暴雨雨型研究进展
发布时间：2021-08-12 14:20
设计暴雨是缺乏流量数据的中小流域推求设计洪水的基础,对水利工程设施、市政工程设计等建设标准具有重大影响,国内外对此展开了大量研究。近年来由于气候和环境变化的影响,洪水频发且流量极大,山洪和城市内涝灾害对山区人民和城市居民的财产及人身安全构成了威胁,引起了多起严重事故,因此对设计暴雨雨型提出了更高的要求。论文系统总结了典型暴雨雨型选择的原则与方法和雨型分类方法,梳理了相关方面的国内外雨型推求方法及其特点,包括芝加哥雨型法、Huff雨型法、三角形雨型法、Pilgrim&Cordery雨型法等4种短历时设计暴雨雨型,以及长历时的SCS雨型与同频率分析法;最后提出了中小流域设计暴雨雨型存在的问题并对未来研究方向进行展望。
【文章来源】：地理科学进展. 2020,39(07)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
包高马左娃[55]划分的7种雨型概念图
芝加哥雨型法又称为Keifer&Chu法。芝加哥雨型模型[65]是通过暴雨强度公式来推求的，雨峰的位置(综合雨峰位置系数r)通过往年暴雨事件统计资料确定，推求流程大致如下(图3):暴雨强度公式描述暴雨平均降雨强度，然而在雨型中需要设计暴雨雨峰的极值，于是芝加哥雨型模型通过综合雨峰位置系数确定来反映雨峰的位置。所以模型推求的先决条件是需要判定综合雨峰位置系数r的数值。r值是在降雨事件过程中，降雨强度为最大值的时刻ti与整个降雨历时Ti的比值，0<r<1。根据雨峰位置把整个降雨事件分为峰前与峰后2个时间段，暴雨强度计算如式(3)。
Yen等[44]在小流域暴雨排水设施的设计和污染物控制的问题上提出了一个原理与推求方法都相对简单的三角形雨型模型(图4)。由于降雨过程线随时间变化而变化，很难精准预测后续走势，所以设计雨型只能通过之前降雨数据的统计值在概率论中确定。基于这种理论，Yen等[44]在1980年应用统计矩法提出了一种三角形雨型，主要原理是将各阶原点矩在暴雨过程中作为雨型数字特征，利用研究地区暴雨事件样本的平均无因次一阶矩的相等条件来进行雨型设计。三角形雨型中的主要参数为雨型参数、降雨历时、时间间隔和总降雨量。Yen等通过降雨过程中典型的特征值，用三角形等对其进行概化，确定具体设计暴雨的时间分配，具体雨型推求的步骤大致如下：(1)根据统计的降雨事件确定降雨总量P、总降雨历时D、一阶原点矩O1，其中O1代表暴雨过程线所围成面积(总降雨量P)的重心G与降雨开始时间的时间间隔；(2)根据统计往年降雨资料确定雨型参数Kt;(3)对于所设计的三角形雨型而言，G为其重心，D为其底边，t1为其最大雨强时刻，Pmax为其最大雨强；根据其所有参数通过简化的三角形可得顶点位置为：很多学者通过研究发现，t1在总降雨历时内一般占比大多为0.31～0.51，计算结果与国内外统计结果相似，证明雨型有一定的可靠性[71]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于暴雨径流管理模型的海绵城市景观格局优化模拟[J]. 初亚奇,曾坚,石羽,修黛茜. 应用生态学报. 2018(12)
[2]北京市快速城市化对短时间尺度降水时空特征影响及成因[J]. 朱秀迪,张强,孙鹏. 地理学报. 2018(11)
[3]基于芝加哥法的柳州市设计暴雨雨型研究[J]. 谢东,苏小玲,刘蕾,梁春荣,刘洲荣,李煜,蓝求,任乐. 气象研究与应用. 2018(03)
[4]雨型选择对LID措施效果影响的分析探讨[J]. 李俊,吴珊,赵昕,尹文超,张少钦,李茂林,李建业. 给水排水. 2018(05)
[5]城市设计暴雨研究综述[J]. 梅超,刘家宏,王浩,向晨瑶,周晋军. 科学通报. 2017(33)
[6]中国城市LID技术设施的成本效益区域差异[J]. 李大龙,贾绍凤,吕爱锋,朱文彬. 地理科学进展. 2017(11)
[7]城市化建设对降水特征的影响[J]. 陈秀洪,刘丙军,陈刚. 自然资源学报. 2017(09)
[8]湖南短历时暴雨雨型分析[J]. 王光明,廖玉芳,曾向红,吴浩,王文闻. 暴雨灾害. 2017(01)
[9]设计洪水计算方法研究进展与评价[J]. 郭生练,刘章君,熊立华. 水利学报. 2016(03)
[10]北京降雨过程分型特征及短历时降雨重现期研究[J]. 王彬雁,赵琳娜,巩远发,白雪梅. 暴雨灾害. 2015(04)
硕士论文
[1]北京市暴雨特性及对设计暴雨时程的影响分析[D]. 张晓婧.南京信息工程大学 2015
本文编号：3338479
【文章来源】：地理科学进展. 2020,39(07)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
包高马左娃[55]划分的7种雨型概念图
芝加哥雨型法又称为Keifer&Chu法。芝加哥雨型模型[65]是通过暴雨强度公式来推求的，雨峰的位置(综合雨峰位置系数r)通过往年暴雨事件统计资料确定，推求流程大致如下(图3):暴雨强度公式描述暴雨平均降雨强度，然而在雨型中需要设计暴雨雨峰的极值，于是芝加哥雨型模型通过综合雨峰位置系数确定来反映雨峰的位置。所以模型推求的先决条件是需要判定综合雨峰位置系数r的数值。r值是在降雨事件过程中，降雨强度为最大值的时刻ti与整个降雨历时Ti的比值，0<r<1。根据雨峰位置把整个降雨事件分为峰前与峰后2个时间段，暴雨强度计算如式(3)。
Yen等[44]在小流域暴雨排水设施的设计和污染物控制的问题上提出了一个原理与推求方法都相对简单的三角形雨型模型(图4)。由于降雨过程线随时间变化而变化，很难精准预测后续走势，所以设计雨型只能通过之前降雨数据的统计值在概率论中确定。基于这种理论，Yen等[44]在1980年应用统计矩法提出了一种三角形雨型，主要原理是将各阶原点矩在暴雨过程中作为雨型数字特征，利用研究地区暴雨事件样本的平均无因次一阶矩的相等条件来进行雨型设计。三角形雨型中的主要参数为雨型参数、降雨历时、时间间隔和总降雨量。Yen等通过降雨过程中典型的特征值，用三角形等对其进行概化，确定具体设计暴雨的时间分配，具体雨型推求的步骤大致如下：(1)根据统计的降雨事件确定降雨总量P、总降雨历时D、一阶原点矩O1，其中O1代表暴雨过程线所围成面积(总降雨量P)的重心G与降雨开始时间的时间间隔；(2)根据统计往年降雨资料确定雨型参数Kt;(3)对于所设计的三角形雨型而言，G为其重心，D为其底边，t1为其最大雨强时刻，Pmax为其最大雨强；根据其所有参数通过简化的三角形可得顶点位置为：很多学者通过研究发现，t1在总降雨历时内一般占比大多为0.31～0.51，计算结果与国内外统计结果相似，证明雨型有一定的可靠性[71]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于暴雨径流管理模型的海绵城市景观格局优化模拟[J]. 初亚奇,曾坚,石羽,修黛茜. 应用生态学报. 2018(12)
[2]北京市快速城市化对短时间尺度降水时空特征影响及成因[J]. 朱秀迪,张强,孙鹏. 地理学报. 2018(11)
[3]基于芝加哥法的柳州市设计暴雨雨型研究[J]. 谢东,苏小玲,刘蕾,梁春荣,刘洲荣,李煜,蓝求,任乐. 气象研究与应用. 2018(03)
[4]雨型选择对LID措施效果影响的分析探讨[J]. 李俊,吴珊,赵昕,尹文超,张少钦,李茂林,李建业. 给水排水. 2018(05)
[5]城市设计暴雨研究综述[J]. 梅超,刘家宏,王浩,向晨瑶,周晋军. 科学通报. 2017(33)
[6]中国城市LID技术设施的成本效益区域差异[J]. 李大龙,贾绍凤,吕爱锋,朱文彬. 地理科学进展. 2017(11)
[7]城市化建设对降水特征的影响[J]. 陈秀洪,刘丙军,陈刚. 自然资源学报. 2017(09)
[8]湖南短历时暴雨雨型分析[J]. 王光明,廖玉芳,曾向红,吴浩,王文闻. 暴雨灾害. 2017(01)
[9]设计洪水计算方法研究进展与评价[J]. 郭生练,刘章君,熊立华. 水利学报. 2016(03)
[10]北京降雨过程分型特征及短历时降雨重现期研究[J]. 王彬雁,赵琳娜,巩远发,白雪梅. 暴雨灾害. 2015(04)
硕士论文
[1]北京市暴雨特性及对设计暴雨时程的影响分析[D]. 张晓婧.南京信息工程大学 2015
本文编号：3338479
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