关于暴雨强度、芝加哥雨型的记录
风野缘
风野缘 Lv.2
2018年03月03日 16:53:37
只看楼主

(学生自己做的笔记,大神勿喷) 以前总觉得暴雨强度这个名词很玄幻,很厉害的样子,不是很好能理解所谓强度的意思 单位也是多种多样,一不注意就弄错,更主要的是自己没有概念,不知道某个重现期下的某地区暴雨强度应该在什么范围 以下取自 周玉文《排水管网理论与计算》 1.定义 暴雨强度是指某一段时间内的平均降雨量,用i表示 2.暴雨强度公式 暴雨强度公式:t时间内的平均降雨强度,故随着时间增长,平均降雨强度数值i会减小,但总降雨量H是增加的。

(学生自己做的笔记,大神勿喷)

以前总觉得暴雨强度这个名词很玄幻,很厉害的样子,不是很好能理解所谓强度的意思

单位也是多种多样,一不注意就弄错,更主要的是自己没有概念,不知道某个重现期下的某地区暴雨强度应该在什么范围

以下取自 周玉文《排水管网理论与计算》

1.定义

暴雨强度是指某一段时间内的平均降雨量,用i表示


2.暴雨强度公式

微信截图_20180303163830.png

暴雨强度公式:t时间内的平均降雨强度,故随着时间增长,平均降雨强度数值i会减小,但总降雨量H是增加的。

3.芝加哥合成暴雨过程线

Keifer和Chu提出的一种合成雨量过程线。他们推荐用均匀降雨相同平均强度的暴雨生成雨量过程线(这句话有点拗口),并且在所选择的时间内造峰(雨峰系数自己选择,0~1)。雨量过程线的形状对任何暴雨历时的降雨均适用,只是平均强度不同(这句话(⊙_⊙)?)

根据历时与平均暴雨强度的经验关系(对任何所选择的频率),有:

微信截图_20180303215801.png(1)

历时td的暴雨总降雨量为:

微信截图_20180303215834.png

则t时刻的瞬时降雨强度为:

微信截图_20180303215956.png(2)

这是与降雨平均强度相同的瞬时雨量过程线,其雨峰在暴雨的开始阶段,然而这有点脱离现实。

引入雨峰系数r(0

t=tb+ta(tb,before峰前降雨历时,ta,after,峰后降雨历时)

微信截图_20180303220626.png

代入上微分公式,可得:

微信截图_20180303225012.png

微信截图_20180303225045.png

这就形成了在时刻rt形成的合成雨量过程线(上面的公式是搞懂了)。

雨量过程线与强度历时曲线一样,对任一降雨历时都具有相同的平均强度(这里没看懂)。

个人理解:如下图,强度历时曲线纵坐标是平均强度,对每一个历时都有一个平均强度,计算总雨量时将其简单相乘,即如图示为矩形面积A;而右图雨量过程线,纵坐标是瞬时强度,要计算历时内总雨量,是用积分的形式求面积,求出后除以历时所得的平均降雨强度,应该与同历时下强度历时曲线对应的平均强度相等。

微信截图_20180304142923.png

图中合成降雨过程线用到的公式是(2),表示的是瞬时降雨强度

该技术的价值在于仅需要一个雨量过程线就可以获得排水系统任一点的设计流量。只要知道该地的汇水时间,即可求得平均强度值。

4.小结

芝加哥雨型是基于暴雨强度公式和雨峰系数的非恒定降雨情景合成方法。


5.计算

因为提峰了的原因,故峰前时间应使用相对时间提峰

重现文献《芝加哥降雨过程线模型在排水系统模拟中的应用 》中的曲线

微信截图_20180304154224.png

历时120min,重现期分别为1a和5a,由于未给雨峰系数,故初步取0.25

微信截图_20180304154457.png(该文献实现的雨型)


计算:由暴雨强度公式计算重现期5年时 系数a=A(1+ClgP)/167.7=2001(1+0.811lg5)/166.7=18.8080

峰值时刻=120*0.25=30min

则峰前时刻<=30min,此时处理tb=abs(t-30)

峰后时刻>30min,处理ta=(t-30)

代入前面瞬时强度公式

平均暴雨强度=a/(t+b)^n=18.8080/(120+8)^0.711=0.5972mm/min=35.83mm/h(符合其计算平均雨强35.8mm)

则总降雨量=35.83x2=71.66mm(符合其计算总降雨量71.6mm)

而峰值雨强=257mm/h 与其146.4不符(为什么啊!!!

微信截图_20180305101823.png

很奇怪,用软件计算的也是我的结果,得不到文献中的小峰值

微信截图_20180305102032.png

那么到底是什么问题呢?(附计算过程excel)




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西米璐
2018年04月13日 21:18:10
2楼

感谢楼主~有个疑问哈,那个参数a的公式是怎么来的呢?


风野缘

对于给定的暴雨强度公式,a值是个定值,通过暴雨强度公式计算出来的

cof1659322419865

a 算错了吧?


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千鸟集翔
2018年04月13日 21:48:41
3楼

很好的文章,学习了,感谢分享!

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tigerzyx001
2018年11月01日 23:20:17
4楼
是不是雨峰系数取小了?

风野缘:文献中峰值出现在30min 按理就是30/120=0.25

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54851924
2019年01月09日 20:10:39
5楼
峰值雨强是用最大的5分钟量计算的,不是最大1分钟。另外雨峰系数不是0.25
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葵花儿55555
2020年03月19日 23:35:21
7楼

楼主,

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葵花儿55555
2020年03月19日 23:41:21
8楼

楼主,“该技术的价值在于仅需要一个雨量过程线就可以获得排水系统任一点的设计流量。只要知道该地的汇水时间,即可求得平均强度值。”这句话中,为什么能由雨量过程线就可以获得排水系统任一点的设计流量呢?

后面那句话的意思就是用这个公式可以算出来对吗?

葵花儿55555:就是可以用i=a/(b t)^n这个公式算出来对吗?我截图了但是没传上去

wx_1619065922267:就是说任意时刻的暴雨量,瞬时强度,平均强度都可以在图中查出,或者计算出来,然后与面积相乘得到设计流量

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qq_1588938498826
2021年03月09日 10:34:56
9楼

请问excel表中A=2094.861是怎么得到的呢

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仗剑煮酒
2021年05月31日 23:36:42
10楼

你算的是没有问题的

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温楚楚
2021年11月30日 16:55:42
11楼

1.芝加哥雨型计算合成暴雨强度公式的基础上和冲的降雨过程线 暴雨强度公式并不能反映降雨过程,一个暴雨强度公式如果峰值系数r相同用来推求不同的重现期P和降雨历时T他们的形状都是一样的 

2.由于芝加哥雨型在暴雨强度公式基础上完成 所以我认为雨量过程线和强度曲线表达的是一个意思

3.最后根据芝加哥雨型计算器软件算出来的我觉得你是正确的 你提到的那篇论文我也看了 我觉得是那篇论文写得有误 

yeskyt写的很细,就是断句、个别字有点没输对

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bod5
2022年05月17日 15:08:06
12楼

写的不错啊,不过周老师的公式,雨力参数n用c代替的,当时看的我一头雾水,后来才反应过来,n就是c。没办法,大佬就是可以为所欲为,要是换我们,那就要挨骂了

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