基于MATLAB的佳县暴雨强度公式推求研究

摘要

在全球变暖的大背景下，随着我国城市化进程的不断加快，城市降雨情况与降雨规律均发生了较大的变化，暴雨造成的城市内涝问题日趋严重，给人们造成了巨大的生命财产损失。科学确定城市雨水排水系统的设计流量，从而合理确定雨水管网的设计口径就显得尤为重要。然而，目前应用于大中城市的暴雨强度公式往往编制于上世纪七八十年代，已经不能适应目前降雨的变化规律，而那些本就没有适合自身降雨规律的暴雨强度公式的小城市，更不能套用邻近大城市的暴雨强度公式。
　　本文对暴雨强度公式的国内外研究现状进行了探讨，设计了适合佳县的暴雨强度公式推求技术路线。以佳县21年的降雨资料为基础，采用年最大值法取样方法，利用MATLAB软件分析数据、处理数据，然后通过三种理论频率分布模型（皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线、指数分布曲线、耿贝尔分布曲线）对样本资料进行拟合，并选取误差最小的一种模型得出其T-t-i关系表。进一步比较了麦夸尔特算法和遗传算法推求暴雨强度公式的效果，最后选用更加高效的麦夸尔特算法进行暴雨强度公式的参数估计。在推求过程中，加入了对原始降雨资料的特大值处理，所以推导出了更精确的佳县暴雨强度公式。
　　本文基于MATLAB GUIDE平台，开发出了一套佳县暴雨强度公式推求软件系统，更加确定了佳县暴雨强度总公式和单一重现期分公式，最终推得重现期2~20年的暴雨强度公式：此处公式省略，其绝对均方差为0.0207，相对均方差为2.6478％；重现期2~100年的暴雨强度公式：此处公式省略，其绝对均方差为0.0270，相对均方差为2.9029%。公式推求精度较高，为佳县雨水排水系统的设计提供了合理和可靠的依据。

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第一章 绪论

1.1 暴雨强度公式研究的背景

1.2 暴雨强度公式研究的目的与意义

1.3 暴雨强度公式国内外研究现状

1.4 暴雨强度公式的主要研究内容

1.5 暴雨强度公式推求的技术路线

第二章 暴雨强度公式推求的理论基础及样本选取

2.1 暴雨强度公式推求的理论基础

2.2 暴雨强度公式的样本选取

2.3 佳县暴雨资料样本分析

第三章 暴雨强度公式频率曲线拟合

3.1 随机变量的统计参数

3.2 经验频率曲线

3.3 理论频率曲线

第四章 暴雨强度公式的推求

4.1 麦夸尔特（Marqurlt）算法

4.2 遗传算法

第五章 暴雨强度公式软件设计与开发

5.1 MATLAB介绍

5.2 GUI界面设计原则

5.3 开发环境与平台

5.4 软件系统需求分析

5.5 数据处理流程图

5.6 软件系统功能结构图

5.7 软件各模块介绍

第六章 佳县暴雨强度公式推求研究

6.1 佳县暴雨强度频率曲线拟合及误差分析

6.2 佳县暴雨强度公式的误差分析及特大值的处理

6.3 特大值处理后的佳县暴雨强度频率曲线拟合

6.4 佳县暴雨强度公式推求

第七章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢