DB43T 1628-2019 湖南城市暴雨設(shè)計(jì)參數(shù)確定技術(shù)規(guī)范

ICS07.060A47DB43DB43/T1628—2019ofurbanrainstorminHunan2019-04-30發(fā)布2019-07-30實(shí)施湖南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布I 2規(guī)范性引用文件 5技術(shù)內(nèi)容和流程 6降雨資料和統(tǒng)計(jì)樣本 7頻率計(jì)算和分布曲線擬合 8暴雨強(qiáng)度公式編制 9短歷時(shí)暴雨雨型確定 12適用性分析 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。1湖南城市暴雨設(shè)計(jì)參數(shù)確定技術(shù)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)適用于湖南省城市暴雨強(qiáng)度公式的編制、設(shè)計(jì)暴雨雨型及設(shè)計(jì)降雨量的確GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表2014城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨短歷時(shí)降雨shortdurationp有效暴雨資料樣本effectiverain2暴雨強(qiáng)度公式rainstormintens雨峰位置系數(shù)peakintensity設(shè)計(jì)降雨量designrainf所對(duì)應(yīng)的降雨量，一般通過(guò)當(dāng)?shù)囟嗄耆战涤曩Y料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取，通常用日降雨量（mm）表示。年徑流總量控制率volumecaptureratioofan5.1技術(shù)內(nèi)容包括：氣象站站點(diǎn)選擇、原始數(shù)據(jù)整理、降雨資料年限確定、統(tǒng)計(jì)樣本建立、頻率計(jì)算3 5.2技術(shù)流程包括：數(shù)據(jù)處理、頻率計(jì)算和分布曲線擬合、暴雨強(qiáng)度公式編制、設(shè)計(jì)暴雨雨型和設(shè)計(jì)6.1.2站點(diǎn)選擇應(yīng)保證原始數(shù)據(jù)的隨機(jī)性和獨(dú)立性，不可采用數(shù)個(gè)站點(diǎn)的6.1.3選擇站點(diǎn)在資料年限內(nèi)發(fā)生遷址、雨量記錄儀更換時(shí)，須對(duì)降雨資料的代表性和一致性進(jìn)行論6.1.4編制一個(gè)城市的暴雨強(qiáng)度公式，至少應(yīng)選擇一個(gè)代表性站點(diǎn)，城市地形地貌及降雨特征差異較6.1.5短歷時(shí)暴雨雨型資料站點(diǎn)及設(shè)計(jì)降雨量資料站點(diǎn)宜與暴雨強(qiáng)度6.1.6選擇當(dāng)?shù)貒?guó)家氣象站或區(qū)域氣象站作為代表性站點(diǎn)。若研究區(qū)域內(nèi)無(wú)國(guó)家氣象站和區(qū)域氣象站6.1.8原始降雨資料宜采用逐分鐘自動(dòng)記錄的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括以自記紙形式記錄的逐分鐘降雨資6.1.9應(yīng)按照氣象數(shù)據(jù)審核規(guī)范，對(duì)原始資料進(jìn)行數(shù)據(jù)46.2.2短歷時(shí)暴雨雨型確定的降雨歷時(shí)6.2.3統(tǒng)計(jì)樣本選取，應(yīng)采用逐分鐘滑動(dòng)統(tǒng)計(jì)法，選取各降雨歷時(shí)雨量逐年最大值的6.2.5選取各降雨歷時(shí)雨量的逐年最大值的降雨場(chǎng)次，記錄選定降雨場(chǎng)次過(guò)程開(kāi)始7.1.1樣本按照降序排列，樣本經(jīng)驗(yàn)頻率??????????????????（7.1）??????????????????????（7.2）7.2.1頻率分布曲線擬合應(yīng)基于選取的統(tǒng)計(jì)樣本，采用經(jīng)驗(yàn)頻率曲線或理論頻率曲線進(jìn)行趨勢(shì)性擬合調(diào)整，一般選擇理論頻率分布曲線，如：皮爾遜-Ⅲ型曲線、耿貝爾分布曲線、指數(shù)分布曲線等5 ???????????????????8.3單公式的表達(dá)式為式（8.2擬合方法詳見(jiàn)附錄C（???????????????????????8.4為確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)暴雨強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB????????????????????平均相對(duì)均方根誤差×100%??????????????降雨強(qiáng)度的區(qū)域，平均均方根誤差不宜大于0.05mm/min；在較大降雨強(qiáng)度的區(qū)域，平均相對(duì)均方根誤9.1應(yīng)根據(jù)本地條件和需要，研究確定設(shè)計(jì)暴雨統(tǒng)計(jì)模型。推薦采用芝加哥雨型或Pilgrim&Cordery9.2芝加哥法雨型確定包括綜合雨峰位置系數(shù)確定及芝加哥降雨過(guò)程線模型確定，技術(shù)流程詳見(jiàn)附錄6相比精度略有差異。各地在編制暴雨強(qiáng)度公式及圖表時(shí)，12.1.1分析降雨的長(zhǎng)年代變化特征，合理確定暴雨量分布圖，以及代表性站點(diǎn)與加密觀測(cè)站點(diǎn)特征參數(shù)的比值或差值等，分析暴雨的區(qū)域分布特征。12.3.2依據(jù)氣候變化、城市化發(fā)本年限、以及年最大值法與年多個(gè)樣法等不同采樣方法產(chǎn)生7 8會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換前的必要檢查，如虹吸過(guò)程是否超過(guò)數(shù)據(jù)集應(yīng)按規(guī)范和格式要求制作說(shuō)明文檔、備注說(shuō)明文件和元數(shù)據(jù)說(shuō)91皮爾遜-Ⅲ型曲線皮爾遜-Ⅲ型曲線又稱P-Ⅲ型曲線，是一種單峰型正偏曲線，整體不對(duì)稱，該分布的概率密度的????????????式（附B.1）中：α、β、a0表示P-Ⅲ型分布包含的參數(shù)；Γ(α)=xα?1exdx?????????????????????????????（附B.2）????????????????????????????????????????????????????????????這三個(gè)參數(shù)的求解可以通過(guò)矩法進(jìn)行初步確定，公∑xi????????????????????????????????????????????????????????????只要給定一個(gè)x值，就可以計(jì)算出一個(gè)y值，得到的概率密度曲線如下圖附B.1所示。 一般計(jì)算的是大于或者等于xp所對(duì)應(yīng)的累積頻率P值，為了方便計(jì)算，將原式（附B.9）得出p與Φ之間的關(guān)系。由Φ可以求出相應(yīng)偏態(tài)系數(shù)和變差系數(shù)的值來(lái)得到最優(yōu)理論頻值分布。耿貝爾分布頻率曲線是P-Ⅲ型分布曲線中CS固定為1.1個(gè)變量，計(jì)算更為簡(jiǎn)單，耿貝爾分布的密度函數(shù)表達(dá)f(x)=aexp(?a(x?b)?e?a(x?b))…………（附B.11）將耿貝爾分布的密度函數(shù)進(jìn)行積分，得到耿貝爾分布的函數(shù)為：P(x)=∫f(x)dx=exp(?e?a(x?b))…………………（附B.12）PG(x)=P(x≥x)=1?exp(?e?a(x?b))………………（附B.15）x=b-………………將式（附B.13）和式（附B.14）代入到式（附B.16整理本的頻率值得出離均系數(shù)值，然后代入到式（附B.指數(shù)分布曲線又稱Weibull分布，頻率分布形態(tài)呈現(xiàn)乙型分布，指數(shù)分布的密度函數(shù)為： f(x)=ae?a(x?b)(b≤x≤+∞)…………（附B.18）x-暴雨強(qiáng)度對(duì)式（附B.18）進(jìn)行積分，得到指數(shù)分布dx=e?a…………實(shí)際計(jì)算時(shí)，先根據(jù)選出的樣本計(jì)算出參數(shù)a和b的值，然后根據(jù)式（附B.20）推求出在原始降雨資料的基礎(chǔ)上，分別利用P-Ⅲ型分布、耿貝爾分布、指數(shù)分布曲線擬合出不同歷時(shí)降水強(qiáng)降水強(qiáng)度（降水強(qiáng)度（mm/min）重現(xiàn)期（年）5分鐘10分鐘 15分鐘 20分鐘 30分鐘 45分鐘 60分鐘 90分鐘 120分鐘 150分鐘 180分鐘降水強(qiáng)度（mm降水強(qiáng)度（mm/min）5分鐘10分鐘 15分鐘 20分鐘 30分鐘 45分鐘 60分鐘 90分鐘 120分鐘 150分鐘 180分鐘重現(xiàn)期（年）Lnq=ln167A1+ln(1+ClgP)-nln(t+……式中y為A、b、n參數(shù)中的任一個(gè)，P為重現(xiàn)期，C為常數(shù)。A=A1+A2ln(P+Ca)………………（附C.6）b=b1+b2ln(P+Cb)………………（附C.7） n=n1+n2ln(P+Cn)??????????????????（附C.8）2值，采用數(shù)值逼近法直至平均絕對(duì)方差σ最小即可，求出各區(qū)間重現(xiàn)期的A、b、n值，將它們代入到歷時(shí)的平均值進(jìn)行加權(quán)平均，即可得到綜合雨峰位置系數(shù)r，以下為計(jì)算公式：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ta=t總?r?????????????????????????????（附D.4）tb=t總?(1?r)??????????????????????????（附D.5）??????????????????????????????????????????????將式（附D.6）和式（附D.7）兩邊關(guān)于t求導(dǎo)得到瞬時(shí)降雨強(qiáng)度的表達(dá)式為：????????????????????????????將式（附D.8）和式（附D.9）關(guān)于t進(jìn)行積分，即可得到雨量累計(jì)過(guò)程線，計(jì)算式如下：總Iadt=H總,r?+?n-??????????Hb=rH總+Ibdt=H總,r++?n-?????根據(jù)式（附D.8）和式（附D.9）即可合雨量，進(jìn)而計(jì)算出各時(shí)段內(nèi)的平均暴雨雨強(qiáng)，2）定比例：計(jì)算每個(gè)時(shí)段降雨量與總雨量的比值城市年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量值的確定，是通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法獲得的。各地應(yīng)選取至少30年（包括近年，以反映長(zhǎng)期的降雨規(guī)律和近年氣候的變化）日降雨（不包括降雪）資料，扣除小于、X2……Xn}。應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為X，Xi<X<Xi+1，從而得到序列為{X1、X2…Xi、Xi+1…Xn-1、Xn}。年徑流總量控制率(%)年徑流總量控制率(%) tqtqtqtqtqtqtq123456789 T=180mint(min)50.150.160.160.170.180.180.190.20.210.230.240.260.280.30.330.370.43950.5900.630.85752.26700.99650.61600.45550.37500.32450.28400.25350.23300.21250.19200.180.170.1650.15t(min)i(mm/min)i(mm/min)2.083.534.223.963.752.352.202.532.491.73