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城市暴雨强度公式的探索
罗健文,苑方丞,董水兵,董仲珍
华东交通大学,江西南昌(330013)
E-mail:xuanfeiyang1986@yahoo.com.cn
摘 要:本文剖析了现行城市暴雨强度公式存在的计算工作繁琐和选样方法不尽合理等问题,
为了提高城市暴雨强度的设计精度,提出了建立城市设计暴雨强度信息的一些探索性技术方
法。建立适用的、准确合理的暴雨强度公式,将直接关系到城市雨水排水系统工程建设的投
资及安全运行。针对现行城市暴雨强度公式中,由于样本选取、重现期转换以及应用中因地
理关系引起的一系列问题进行了分析,并选择合适的暴雨强度公式。
关键词:暴雨强度;公式;安全
1. 暴雨强度公式
暴雨强度公式是计算暴雨地面径流和确定雨水管渠设计流量的重要依据。暴雨强度公式
的精度,决定于基础资料的可靠性及其统计方法的合理性。在暴雨强度公式的制定中,根据自
记雨量资料推求频率分布规律来统计暴雨强度公式所用的频率强度;频率强度确定后,暴雨强
度公式形式的选择,这是两个重要的问题。前者决定着所用频率—强度—历时关系的可靠性;
后者影响着能否较好地反映由频率分布规律所确定的频率—强度—历时的规律性。
暴雨强度公式是城市室外排水规划与设计中合理确定排水管道尺寸的重要依据之一,它
直接影响到排水工程的投资预算和可靠性。根据《室外排水设计规范》规定,在进行城市排
水管网设计时,雨水管网的设计排水量应通过当地的暴雨强度公式计算
[1]
。城市排水工程的可
靠性与采用的暴雨强度公式有直接的关系,而排水工程直接影响到城市防灾减灾的功能和城
市环境
[2]
。因此,在进行设计时选择暴雨公式是非常重要的。
2. 暴雨强度公式的比较及成果
浙江省位于东南沿海地区,全省总面积 103 141km2,总人口 4 400.09万人,划分为 11 个市。
浙江省属亚热带湿润季风气候,年平均降水量 1 319.7 mm。在 6 月上旬至 7 月上旬的梅雨季
和 8 月至 9 月的台风雨季,常会造成水患。由于历史的原因,浙江省原来只有杭州、宁波、温
州与诸暨四个城市编有暴雨强度公式,但都已比较陈旧且资料年限较短,其实用性和准确性已
很难满足工程规划和设计的要求。浙江省属于暴雨频率高、强度大的地区,短时间,高强度
的暴雨常常造成城区洪涝灾害,如杭州旧城老街就曾在雨季出现过“水漫金山”的困境
[3]
,为
高效科学地解决城市内涝问题,浙江省建立了新一套暴雨强度系统,将有关地形、地貌、雨
型与降水分布关系等数据进行综合分析,通过掌握浙江省各地区的降水周期性的变化规律,
对自然演化规律进行了严密的分析和研究。分析采用耿贝尔理论分布,对年最大值进行选样,
对不同重现期的暴雨强度与降雨历时关系式中的参数进行优化,为研究开辟了一条新的途径,
具有原理直观、迭代收敛性好、求解过程稳定、拟合精度较高、实用可行的特点
[4]
,将成为暴
雨强度公式推求的新的基本方法。
2.1 选样方法及其相互关系
用自记雨量资料统计暴雨强度公式的选样方法,在实用水文统计中有年最大值法、年超
大值法和超定量法。
不同选样方法所选资料的频率强度是不同的。上述几种选样方法,在频率分布上可概括