北京市设计暴雨雨型分析

摘要

随着北京城市建设的迅猛发展,降水频率和空间分布的不断变化,以前的城市雨水排除规划设计标准已不能够适应北京城市现在的发展状况。因此,应根据目前北京城市的发展状况,来重新修正雨水排除规划设计标准。
　　 鉴于上述情况,本文依托北京市规划委员会牵头,联合北京市气象局、北京市水务局和北京市排水集团等多家单位开展的《北京市城市雨水排除规划设计标准研究》项目,立足北京市,采用数理统计方法,分析北京市多个气象站的逐分钟降雨记录资料和多个水文站的短历时降雨资料。提取北京市降雨特性参数,统计并归类实际降雨过程,建立北京市5分钟单位时段的设计暴雨时程分配雨型和北京市设计暴雨面分布雨型,在为北京市城市水资源合理配置规划和精细化管理,以及防洪规划提供基础技术支持的道路上做探索和研究。在该课题项目中,在北京市水务局主要负责资料搜索、数据处理和计算、结果整理工作。
　　 本文收集的资料包括降雨原始资料、相关文献资料及成果,以及相关《规范》和《手册》等等。所用的降雨原始资料来源于北京市各气象站和水文站的降雨资料,完整性较好。
　　 针对城市雨水排除系统的设计应用,本文设计暴雨历时选取60分钟、120分钟、180分钟和24小时,进行设计暴雨时程分配雨型的分析。采用Pilgrim&Cordery法,推算研究60分钟、120分钟和180分钟雨型共3个短历时雨型,用同频率分析法,计算推求北京市的24小时设计暴雨雨型。所得结论如下:①推求的24小时(1440分钟)设计暴雨统计雨型由两个峰组成,发生时间为第52时段(第260分钟)和第204时段(第1020分钟,主峰):②短历时180分钟时长降雨,单峰雨型占实际降雨场次的63％左右；120分钟时长降雨,单峰雨型占实际降雨场次的76％左右；60分钟时长降雨,单峰雨型占实际降雨场次的86％左右。在单峰降雨中,雨峰发生在降雨过程的前部和中部占多数,而在后部的情况比较少。双峰雨或三峰雨中,雨峰发生在降雨过程的前部和中部占多数。短历时设计暴雨时程分配雨型均为单峰雨,60分钟设计暴雨雨型峰值出现在第5时段(r=0.21)、120分钟设计暴雨雨型峰值出现在第5时段(r=0.42),180分钟设计暴雨雨型峰值出现在第7时段(r=0.19)。
　　 本文利用北京市多年(1956-2008年)的降雨量资料,对北京市降雨的时空分布规律进行了研究、总结,并初步分析了影响北京市强降水的因子。在设计暴雨面分布雨型的分析中,采用主成分分析、等值线图、距平百分率等值线图三种方法对北京市暴雨特性进行了定性以及定量的分析,并分别就暴雨分区得到的成果如下。①Ⅰ区:山后背风区。上边界为市边界,下边界为1h降雨距平百分率等值线的零值线:②Ⅱ区:山前平原区。上边界为1h降雨距平百分率等值线,下边界为Ⅲ、Ⅴ区上边界:③Ⅲ区:平谷西部、顺义东部、密云南部。上部以1h降雨距平百分率等值线为界,下部以市边界为界；④Ⅳ区:大兴及周边部分地区。上边界为1h降雨距平百分率等值线,下边界为市边界。