DB42∕T1828-2022 暴雨强度公式编制规范(湖北省).pdf
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1、 ICS 07.060 CCS A 47 DB42 湖北省地方标准 DB42/T 18282022 暴雨强度公式编制规范 Specifications for compiling rainstorm intensity formula 2022 - 03 - 03 发布 2022 - 05 - 03 实施 湖北省市场监督管理局 发 布 DB42/T 18282022 I 目次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 符号 . 1 5 技术内容和流程 . 2 6 参证气象站选取 . 2 7 数据处理 . 2 8 曲线拟合及参数推算 . 2 9
2、适用性分析 . 4 10 报告编制 . 5 附录 A(资料性) 技术流程图 . 6 附录 B(资料性) 降水自记纸处理方法 . 7 附录 C(资料性) 理论频率曲线拟合 . 8 附录 D(资料性) 暴雨强度公式拟合方法 . 13 附录 E(资料性) 常用图表格式(样张) . 16 参考文献 . 19 DB42/T 18282022 II DB42/T 18282022 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由湖北省气象服务中心提出。 本文
3、件由湖北省气象局归口。 本文件起草单位:湖北省气象服务中心、中国地质大学(武汉)、武汉市公共气象服务中心、武汉中心气象台、湖北省公众气象服务中心、鄂州市气象台。 本文件主要起草人:胡昌琼、方怡、覃军、陈正洪、何飞、汪天怡、刘火胜、童奇、陈城、张火平、宋明明、丁丽丽。 本 文 件 实 施 应 用 中 的 疑 问 , 可 咨 询 湖 北 省 气 象 局 , 电 话 027-67847819, 邮 箱 :。对本文件的有关修改意见建议请反馈至湖北省气象服务中心,电话027-81804963,邮箱:。DB42/T 18282022 1 暴雨强度公式编制规范 1 范围 本文件规定了湖北省暴雨强度公式编制的
4、技术内容及流程、参证气象站选取、数据处理、曲线拟合及参数推算、适用性分析和报告编制等。 本文件适用于湖北省短历时暴雨强度公式的编制。长历时暴雨强度公式的编制可以参考。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 35228 地面气象观测规范 降水量 GB 50014-2021 室外排水设计标准 QX/T 118 气象观测资料质量控制 地面 QX/T 423-2018 气候可行性论证规范 报告编制 3 术语和定义 下列术语
5、和定义适用于本文件。 暴雨强度公式 rainstorm intensity formula 设计暴雨过程中暴雨强度-降雨历时-重现期三者间函数关系的数学表达式。 参证气象站 reference meteorological station 气象分析计算所参照或引用的具有长年代气象数据的国家气象观测站。 来源:QX/T 4232018,3.1 降雨历时 rainfall duration 降雨过程中的任意连续时段。 注: 以分钟(min)为单位。 暴雨强度 rainfall intensity 某一历时内单位时间(每分钟或每小时)的降雨量。 注: 以毫米/分钟(mm/min)为单位。 4 符号
6、下列符号适用于本文件。 1:雨力参数,经验参数; :降雨历时修正参数,经验参数; DB42/T 18282022 2 :雨力变动参数,经验参数; :暴雨衰减指数,经验参数; P:重现期,单位为年(a); /:设计暴雨强度,单位分别为升/(秒 公顷)(L/(shm2))和毫米/分钟(mm/min); :降雨历时,单位为分钟(min)。 5 技术内容和流程 技术内容包括: 参证气象站选择、原始数据整理、降雨资料年限确定、统计样本建立、频率计算和分布曲线拟合、 暴雨强度公式参数求解、 误差计算与分析、 图表绘制、 成果适用性分析、 报告编制等。 技术流程包括:参证气象站选取、数据处理、曲线拟合和参数
7、推算、成果适用性分析、报告编制(见附录 A)。 6 参证气象站选取 宜选择当地基本气象站或常规气象观测站作为参证气象站。若研究区域内无基本气象站和常规气象观测站或已设站点不满足上述要求时,可选择其他行业降雨观测站点作为参考。 降雨资料的站点应满足区域代表性、 历史数据连续性和一致性,如果站点发生迁址、 雨量记录仪更换,还应满足站点资料的均一性。 站点选择应保证原始数据的随机性和独立性,不宜采用数个站点的数据混合样本。 当研究的区域地形地貌及降雨特征差异较大时,宜将其划分为若干具有相同暴雨特征的区域,选取区域内参证气象站,编制不同区域的暴雨强度公式。 站点资料年限长度应按照 GB 50014-2
8、021 中附录 B 第 I 部分的要求进行,年最大值法基础资料年限至少需要 30 年以上的雨量。 宜通过降雨时间变化特征合理选择资料年限, 应包括最近年的降雨资料。 7 数据处理 原始数据 7.1.1 应采用逐分钟自动记录的降雨数据,包括以自记纸形式记录的逐分钟降雨资料和自动气象站记录的逐分钟降雨资料。 7.1.2 宜参照附录 B 规定进行自记纸形式记录的逐分钟降雨资料处理。 7.1.3 应按照 GB/T 35228 和 QX/T 118 中规定,对原始降雨资料进行数据质量检查、审核。 7.1.4 应收集整理原始数据观测站的降雨观测历史沿革信息。 统计样本 7.2.1 计算短历时降雨应采用 5
9、 min、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min 共 11 个历时。 7.2.2 应采用逐分钟滑动统计法,选取各降雨历时雨量逐年最大值,记录降雨开始时间及逐分钟降雨量,作为各降雨历时的有效降雨资料样本,不受日、月界的限制,但不跨年。 7.2.3 应选取有效降雨资料样本中各降雨历时雨量的逐年最大值,作为暴雨强度公式编制的有效暴雨资料样本。 8 曲线拟合及参数推算 DB42/T 18282022 3 重现期计算公式 降雨样本宜按照降序排列,样本经验频率、重现期分别按照公式(1)、(2)计算:
10、=+1 100% (1) = 1/ (2) 式中: 经验频率,单位为百分比(%); 排序数; 样本容量,即样本总数; 重现期,单位为年(a)。 暴雨强度公式 暴雨强度公式有包含任意重现期的总公式(见式(3)和单一重现期的分公式(见式(4)二种形式。 q=1671(1+)(+) 或 i=1(1+)(+) (3) =1671(+) 或 =1(+) (4) 式中: 1A、C、b、n待求参数; 设计暴雨强度,单位为升/(秒 公顷)(L/(S hm2) ); 设计暴雨强度,单位为毫米/分钟(mm/min), = 1000060; 重现期,单位为年(a); 降雨历时,单位为分钟(min)。 频率分布曲线拟
11、合及参数推算 8.3.1 选取各历时统计样本时,宜选择理论频率分布曲线进行趋势性拟合调整。理论频率曲线类型一般采用皮尔逊型分布曲线、耿贝尔分布曲线、指数分布曲线和三参数幂函数曲线,详见附录 C。应进行多种频率分布函数拟合试验,选取效果较好的理论频率曲线函数。 8.3.2 采用理论频率曲线拟合频率分布曲线时,应结合当地统计分析降雨频率的经验,宜在控制拟合精度的同时,注意频率曲线的总体协调,各历时曲线不可相交,且曲线变化趋势尽量一致。 8.3.3 根据编制暴雨强度公式重现期的范围要求(2 年-100 年区间),应对拟合确定的频率分布曲线进行适线外延。 8.3.4 应根据确定的频率分布曲线,得出暴雨
12、强度()、重现期()和降雨历时()三者关系值,即 关系表。 8.3.5 应根据 关系表中数据,按照附录 D 推算暴雨强度公式中待求参数。 误差检验 8.4.1 误差计算 按照GB 50014要求,计算曲线拟合和参数推算误差,应计算抽样误差和暴雨强度公式均方差。宜按平均绝对均方根误差式(5)计算,也可以辅以平均相对均方根误差式(6)计算。 DB42/T 18282022 4 =1(=1)2 (5) =1(=1)2 100% (6) 式中: 平均绝对均方根误差,单位为毫米/分钟(mm/min); 平均相对均方根误差,单位为百分比(%); i的理论降雨量,单位为毫米(mm); 曲线确定的降雨量,单位
13、为毫米(mm); 降水历时,单位为分钟(min); 第j个样本; 样本总数。 8.4.2 误差分析 计算重现期在2年20年时,在一般降雨强度的区域,平均绝对均方根误差不宜大于0.05 mm/min;在较大降雨强度的区域, 平均相对均方根误差不宜大于5%。 编制重现期2年100年范围的暴雨强度公式时,应重点保证重现期2年20年区间的拟合精度。宜计算曲线拟合和参数推算的综合误差,计算公式见式(7),选取最佳曲线拟合、参数推算组合方案。 = 1 2(1+ 2) (7) 式中: 综合误差,单位为毫米/分钟或百分百(mm/min或%); 1曲线拟合误差,单位为毫米/分钟或百分百(mm/min或%); 2
14、参数求解误差,单位为毫米/分钟或百分百(mm/min或%)。 9 适用性分析 时间分布特征 9.1.1 分析降雨的长年代变化特征,确定暴雨强度公式编制的降雨资料年限。 9.1.2 宜绘制各历时最大降雨量的年际变化图,分析各历时暴雨的年际变化特征。 9.1.3 宜根据各历时降雨量的前 10 个最大值在各年代的分布特征,分析城市强暴雨的时间变化特征。 9.1.4 采用参证气象站不同时期雨量资料,编制不同时段暴雨强度公式,并对计算结果进行差异性分析,论证降雨资料年限选择的合理性。 空间分布特征 9.2.1 对于地形地貌差异较大或涵盖范围大的城市,应补充本地常规气象观测站的降雨资料,分析强降雨的区域分
15、布特征。 9.2.2 宜采用参证气象站与常规气象观测站降雨资料,绘制部分典型历时的强降水事件发生次数、最大降雨量以及降水量特征值的比值或差值分布图,分析暴雨的区域分布特征。 9.2.3 若编制不同分区的暴雨强度公式,应通过差异性分析,论证暴雨分区的合理性。 适用分析 9.3.1 进行新编暴雨强度公式与原采用的暴雨强度公式的对比分析,并对历史典型暴雨过程的雨量重DB42/T 18282022 5 现期进行核准,论证新编公式的合理性; 9.3.2 应推荐编制成果(含公式、图表),并说明其适应范围和条件。 10 报告编制 报告内容 报告内容应包括但不限于以下几个方面: 城市暴雨强度公式; 常用图表,
16、包括:暴雨强度查算表、暴雨强度曲线图、降雨强度关系表(常用格式见附录E); 编制说明,包括:资料说明、方法说明、适用性说明; 修编建议,一般建议 5 年10 年进行复核或修编。 报告审查 报告编制完成后应进行专家评审, 根据专家意见修改完善后, 报告以纸质和电子版的形式提交给当地相关部门。 DB42/T 18282022 6 A A B B 附录A (资料性) 技术流程图 A.1 暴雨强度公式编制流程 暴雨强度公式编制的技术流程如图A.1所示: 图 A.1 暴雨强度公式编制技术流程图 DB42/T 18282022 7 附录B (资料性) 降水自记纸处理方法 B.1 处理步骤概述 降雨自记纸资
17、料,推荐使用中国气象局组织编制的“降雨自记纸彩色扫描数字化处理系统”进行数字化处理。通过计算机扫描、图像处理、数据处理,将气象站降雨自记纸图像进行数字化转换,成为逐分钟降雨量,并需经人工审核或修正后,录入数据库。具体处理过程如下: B.2 降雨自记纸预处理 自记纸扫描前,需将装订好的自记纸拆开,挑选出有降雨过程的自记纸,并标注起止日期,使用时间清晰地写在可扫描区域内。 B.3 图像扫描 首先设置好扫描图像的分辨率、 图像压缩率等扫描参数, 一般文件大小应控制在150KB250KB之间,如文件过大可提高压缩率、 文件过小则减小压缩率, 以达到正常跟踪与处理速度、 保存容量的较好结合,即保证得到的
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