暴雨强度公式是计算城市防洪、除涝或排水工程设计暴雨量的重要依据,其选择的合理性直接影响到城市防洪排涝系统的规模和效益。以自贡气象站为例,通过对比分析我国水利行业和市政行业暴雨强度公式计算过程的差异,用对数离差绝对值和最小准则进行暴雨强度公式参数优化并求解,研究了水利行业和市政行业2种暴雨强度公式对计算成果的影响。结果表明:①SCE-UA算法能够有效地解决复杂超定非线性的暴雨强度公式参数求解问题;②市政行业暴雨强度公式拟合效果比水利行业拟合效果更优。计算成果可指导各地区水利工程或市政工程选择合适的暴雨强度公式,对建立完善的城市排水防涝系统和减少雨洪灾害对城市影响具有重要的意义。
Abstract
Rainstorm intensity formula is an important basis for calculating the rainstorm in urban flood control and drainage or waterlogging system. Selecting an appropriate formula directly affects the scale and efficiency of urban flood control and drainage system. In this paper we compared the rainstorm intensity formulae of water conservancy industry and municipal industry in China, and investigated the influence of the two formulae on calculation result by parameter optimization in accordance with criterion. Results indicate that (1) The SCE-UA algorithm can effectively solve the problem of the complex nonlinear rainstorm intensity formula. (2) The fitting effect of the rainstorm intensity formula of municipal industry is better than that of water conservancy industry. The research result would be of great significance for an improved drainage and waterlogging system and reducing rain flood disaster.
关键词
暴雨强度公式 /
SCE-UA算法 /
参数优化 /
LWAS准则 /
MAS准则
Key words
rainstorm intensity formula /
SCE-UA algorithm /
parameters optimization /
LWAS criterion /
MAS criterion
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.content}}
参考文献
[1] 张建云,王银堂,贺瑞敏,等.中国城市洪涝问题及成因分析[J].水科学进展,2016,27(4):485-491.
[2] 熊立华,闫 磊,李凌琪,等.变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展[J]. 水科学进展,2017,28(6):930-942.
[3] 张子贤,孙光东,孙建印,等. 城市暴雨强度公式拟合方法研究[J].水利学报,2013,44(11):1263-1271.
[4] 邵尧明,邵丹娜,马锦生. 城市新一代暴雨强度公式编制实践及建议[J]. 中国给水排水,2012,28(8):19-22.
[5] 北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册:第5册,城镇排水[M].2版. 北京:中国建筑工业出版社,2004.
[6] 郭 渠,廖代强,孙 佳.重庆主城区暴雨强度公式推算和应用探讨[J]. 气象,2015,41 (3):336-345.
[7] 万永静,叶兴成,王 飞,等.不同拟合方法推求暴雨强度公式研究[J]. 水资源与水工程学报,2017,28(5):76-79.
[8] 周玉文,翁窈瑶,张晓昕,等. 应用年最大值法推求城市暴雨强度公式的研究[J]. 给水排水,2011,37(10):40-44 .
[9] 倪长健,丁 晶,李祚泳.免疫进化算法及其在暴雨强度公式参数优化中的应用[J]. 长江科学院院报,2002,19(6):59-61.
[10]城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则(2014年版)[M].北京:中国城市出版社,2014.
[11]GB 50014—2006,室外排水设计规范(2011年版)[S].北京:中国计划出版社,2011.
[12]朱春龙,薄丽洁,王明生.确定多重现期暴雨公式参数的二次优化算法[J]. 水文,2012,32(4):13-15.
[13]邓培德.城市暴雨两种选样方法的概率关系与应用评述[J]. 给水排水,2006,32(6):39-42 .
[14]邓培德.再论城市暴雨公式统计中的若干问题[J]. 给水排水,1998,24(4):15-19 .
[15]夏宗尧.编制暴雨强度公式中应用P-Ⅲ曲线与指数曲线的比较[J]. 中国给水排水,1990,6(3):32-38.
[16]金光炎.城市设计暴雨频率曲线线型的研究[J]. 水文,2002,22(1):20-22 .
[17]SINGH V P. Handbook of Applied Hydrology[M]. New York:McGraw-Hill Education,2017.
[18]DUAN Q,GUPTA V K, SOROOSHIAN S. A Shuffled Complex Evolution Approach for Effective and Efficient Global Minimization[J]. Journal of Optimization Theory and Applications,1993,76(3):501-521.
[19]GB/T 8170—2008,数值修约规则与极限数值的表示和判定(2008年版)[S].北京:中国标准出版社,2008.
[20]徐冬梅,邱 林,王文川.SCE-UA算法有效估计马斯京根模型参数[J]. 水文,2008,30(11):31-32 .
[21]王海元,陈元芳,程 龙,等. SCE-UA算法在暴雨强度公式参数优化中的应用[J]. 水电能源科学,2012,30(3):14-16.
PDF(5077 KB)
