[发明专利]一种城市设计暴雨雨型统计方法

权利要求书

1.一种城市设计暴雨雨型统计方法，基于不少于30年的暴雨记录资料，其特征在于，包括如下步骤：

1)场雨过程确定，城市设计暴雨雨型采用的是步长5分钟降水过程，按照每年的记录资料，该降水过程选取的是暴雨公式各指定历时的年最大值暴雨所在日期的雨量样本，即从该暴雨起始降雨时刻至暴雨结束时刻的雨量样本；

2)降雨过程采集，按照各指定历时的年最大值暴雨过程雨量样本，采用整时段步长5分钟的降雨过程样本，或者采用整编样本是滑动整点步长5分钟的降雨过程，获得以1440分钟为长度的雨量累计最大值降雨过程，以及该降雨过程中共计288个降雨量数据；

3)雨型统计，对于得到的288个降雨量数据，以十二个标准时段为指定历时，十二个标准时段从短到长记为A1-A12，在288个降雨量数据中找出每个指定历时时段的最大合计雨量，将An标准时段降雨量数据取代An+1中以An标准时段为长度的最大降雨量区间的降雨量数据，并将An+1中以An标准时段为长度的时间段记为N，该时间段之前的步长5分钟的时间段记为N-1，N-2，…，N-X，该时间段之后的步长5分钟的时间段记为N+1，N+2，…，N+Y，其中，N时间段处分配比例记为100％，其余N-1，N-2，…，N-X，以及N+1，N+2，…，N+Y各时间段采用同频法分别统计以每5分钟雨量在其整个降雨过程中所占的比例，得到十二个标准时段降雨过程的分配比例；然后不论各指定历时所对应的年度场次，取各时间段上分配比例的平均值，总共得288个均值，即为设计暴雨雨型；

4)各重现期降雨过程雨量确定，将城市暴雨强度公式求得的雨量值分别对应代入设计暴雨雨型的分配比例，得到城市设计暴雨时程雨量分配即设计雨型；

年最大值暴雨样本过程不足指定历时长度的，在年最大值暴雨样本过程两端均衡补零，使其达到历时长度；

采用以下方法计算时段雨量占两个相邻标准历时雨量之差的百分比B；主峰时段雨量与步长5分钟的累计总雨量相比，B₁＝100％；主峰前后两侧共15分钟以内的时段雨量△H_i占[H_(15min)-H_(5min)]的百分数为:

将城市长历时暴雨强度公式求得的雨量值分别对应代入最终分配比例，得到城市长历时设计暴雨时程分配；

芝加哥法，是在为单峰形时，根据同频原理统计的最大峰现时刻引入雨峰位置系数r来描述暴雨峰值发生的时刻，将降雨历时时间序列配合暴雨强度公式来确定最终形态的典型降雨过程，分为峰前和峰后两个部分：

令峰前的瞬时强度为i(t_b)，相应的历时为t_b，峰后的瞬时强度为i(t_a)，相应历时为t_a；取重现期下暴雨强度公式形式为：雨峰前、后瞬时降雨强度可由下式计算：

峰前

峰后

式(4)和(5)中：A＝A₁(1+clgP)，A₁、b、n为暴雨强度公式中的参数；P为重现期；r为综合雨峰位置系数。

2.根据权利要求1所述的一种城市设计暴雨雨型统计方法，其特征是，对于5-120分钟城市设计暴雨雨型统计方法，步骤1)的场雨过程确定是根据120分钟暴雨公式样本所对应场雨过程进行确定。

3.根据权利要求1所述的一种城市设计暴雨雨型统计方法，其特征是，对于5-120分钟城市设计暴雨雨型统计方法，步骤1)的场雨过程确定，根据设计重现期历时20分钟降雨量为量值选定步长5分钟的降雨过程，并采用PilgrimCordery法及芝加哥法统计原理计算每个时段降雨量与总雨量的比值，得到城市5-120分钟设计暴雨时程分配即短历时雨型。

4.根据权利要求1所述的一种城市设计暴雨雨型统计方法，其特征是，步骤2)的降雨过程采集，所述的降雨过程样本是虹吸记录纸人工摘录或通过数字化处理系统处理后的整时段步长5分钟的降雨过程样本。

5.根据权利要求1所述的一种城市设计暴雨雨型统计方法，其特征是，步骤2)的降雨过程采集，所述的整编样本是采用遥测翻斗式雨量计以分钟观测记录的、滑动整点步长5分钟的降雨过程。