勉县暴雨强度公式推求及研究

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近年来城市内涝给人们的生活、生产带来不利影响,甚至威胁到城市的发展和安全。暴雨强度公式是城市雨水、防涝工程建设的重要依据,因此编制与实际降雨特性相一致的暴雨强度公式是保障城市健康发展的重要前提。随着气候不断改变和城镇化的快速推进,城市的降雨规律已发生变化,故一些上世纪80年代编制的暴雨强度公式已不能很好的服务于当地的雨水工程建设;加之,我国大部分中小城镇没有运用当地的降雨资料编制暴雨强度公式,实际工程中通常借鉴邻近地区的暴雨强度公式,这使得当地所建设的雨水工程的安全性与经济性有待商榷。勉县没有当地的暴雨强度公式,故编制反映勉县降雨特征的暴雨强度公式是十分有必要的。本文基于勉县1996~2015年的原始降雨资料,运用年最大值法选取样本,建立降雨统计样本;首先选用三种理论分布模型对原始降雨资料进行频率拟合分析,获得不同分布模型下相应的i~t~P表,然后依次运用最小二乘法、麦夸尔特法、高斯牛顿法求解暴雨强度公式中的各未知参数;最后对符合规范要求的各公式的误差及其对应理论值与实测值之间的差率进行比较,最终确定出勉县暴雨强度公式。基于建立的降雨统计样本,运用3种理论模型对实测降雨资料进行频率拟合分析,得到的3组i~t~P表,分析结果误差可得:拟合效果最好的是耿贝尔模型,其次是皮尔逊Ⅲ型模型,最差的是指数模型。依据3组i~t~P表,分别运用上述3种求参方法获得9组暴雨强度公式,比较其误差可得:在同一分布模型下,麦夸尔特法求参误差最小,最小二乘法求参误差最大;在同一求参方法下,拟合效果最佳的是耿贝尔分布模型,其次是指数分布模型,效果最差的是皮尔逊Ⅲ型,这与频率调整结果有差异。因此,应对各分布模型均运用不同方法进行求参,通过最终的误差比较来确定出拟合效果最佳的理论频率分布模型。首先初选出5组符合规范要求的公式,其次计算各公式对应的理论值,通过理论值与降雨实测值差率的分析比较,确定出勉县暴雨强度公式为(?)和(?)。结合勉县城市规模,2~20年的暴雨强度公式通常应用于城镇雨水工程;2~100年的公式应用于城镇内涝防治工程。最终的勉县暴雨强度公式不适用于城镇水利防洪工程。
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