廣西《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》編制說明

PAGE1附件2廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》編制說明一、工作簡(jiǎn)況1.任務(wù)來源2018年10月，廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下發(fā)了《關(guān)于下達(dá)2018年第四批廣西地方標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（桂質(zhì)監(jiān)函〔2018〕351號(hào)），將《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》列為2018年廣西地方標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)為2018-0423，項(xiàng)目起止年限為2018年10月至2019年12月。2.編制目的暴雨強(qiáng)度公式是科學(xué)、合理地制定城市排水專業(yè)規(guī)劃和排水工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它給市政建設(shè)、水務(wù)、規(guī)劃等部門提供了科學(xué)的理論依據(jù)和準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定,在進(jìn)行城市排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，雨水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)排水量應(yīng)通過當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，因此暴雨強(qiáng)度公式是提高城市防災(zāi)減災(zāi)和防洪排澇能力的現(xiàn)實(shí)需要。按照自治區(qū)住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳和自治區(qū)氣象局聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)暴雨強(qiáng)度公式編制修訂有關(guān)工作的通知（桂建城〔2014〕63號(hào)）》的要求，各市、縣住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門，氣象部門要利用2-3年時(shí)間完成所有縣(市)暴雨強(qiáng)度公式編制修訂工作。目前在暴雨強(qiáng)度公式編制過程中發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)有的暴雨強(qiáng)度公式相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，導(dǎo)致廣西各地在編制暴雨強(qiáng)度公式工作遇到較大困難，雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中有暴雨強(qiáng)度公式編制的一些規(guī)定，但該標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)編制暴雨強(qiáng)度公式中的降雨歷時(shí)、取樣方法、公式精度等方面進(jìn)行了規(guī)定，規(guī)定的內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，內(nèi)容不夠全面，缺少暴雨強(qiáng)度公式降雨資料來源、降雨數(shù)據(jù)處理、暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)求解和暴雨強(qiáng)度公式適用性分析等方面的具體規(guī)定，導(dǎo)致廣西各地編制的暴雨公式不夠規(guī)范，不同地方編制的暴雨強(qiáng)度公式差異很大，公式的精度和質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致給市政建設(shè)、水務(wù)、規(guī)劃等部門提供的設(shè)計(jì)參數(shù)不夠準(zhǔn)確、科學(xué)，嚴(yán)重影響了城市排水防澇的工作。為了使暴雨強(qiáng)度公式編制這項(xiàng)工作科學(xué)、規(guī)范有序的開展，有必要編制適合廣西實(shí)際情況的地方標(biāo)準(zhǔn)《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》，以對(duì)公式編制過程中的降雨資料來源、降雨數(shù)據(jù)處理、降雨歷時(shí)確定，取樣方法選擇，雨強(qiáng)度公式參數(shù)求解、精度檢驗(yàn)和暴雨強(qiáng)度公式適用性分析等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范，為廣西暴雨強(qiáng)度公式編制提供技術(shù)指導(dǎo)，促進(jìn)廣西縣級(jí)暴雨強(qiáng)度公式編制修訂工作，為廣西各地城市排水防澇設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)，以提高城市防災(zāi)減災(zāi)和防洪排澇能力，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。3.起草單位本標(biāo)準(zhǔn)起草單位為廣西壯族自治區(qū)氣象服務(wù)中心。4.主要工作過程（1）2018年10月，廣西氣象服務(wù)中心組織有關(guān)專家和技術(shù)人員，召開《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)制定啟動(dòng)會(huì)，成立標(biāo)準(zhǔn)編寫小組，明確了目標(biāo)和任務(wù)，確定了標(biāo)準(zhǔn)編寫技術(shù)方案，進(jìn)行了任務(wù)分工，制訂了工作進(jìn)度計(jì)劃。（2）2018年11-12月，編寫組查閱了大量的有關(guān)資料，認(rèn)真學(xué)習(xí)、研究了《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014—2006）》《地面氣象觀測(cè)規(guī)范降水量(GB/T35228—2017)》《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000）》《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003，2009年版）》《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG/TD33-2012）》《城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，初步確定暴雨強(qiáng)度公式編制的基本要求、內(nèi)容和技術(shù)方法。（3）2019年1-4月，編寫組按照標(biāo)準(zhǔn)編寫格式，起草完成了《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》（工作組討論稿）。（4）2019年5月，編寫組召開研討會(huì)，各起草人員匯報(bào)了標(biāo)準(zhǔn)起草的情況，以及工作的成果，并對(duì)起草的標(biāo)準(zhǔn)逐條進(jìn)行了討論。（5）2018年6-7月，在標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿的基礎(chǔ)上，各起草人員再次逐條對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條文進(jìn)行修改，形成《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）。5.標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做工作本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人有：周紹毅、蘇志、何如、羅紅磊、陳劍飛、鄭鳳琴、黎琮煒、楊思施、黃梅麗、王帥、李強(qiáng)。周紹毅：第一起草人，全面主持標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，負(fù)責(zé)編寫標(biāo)準(zhǔn)制定工作方案、工作大綱以及標(biāo)準(zhǔn)全文的審定。完成標(biāo)準(zhǔn)第四章的起草。蘇志、何如：完成標(biāo)準(zhǔn)第一章、第二章和第三章的起草。羅紅磊、陳劍飛：完成標(biāo)準(zhǔn)第五章和附錄A起草。鄭鳳琴、黎琮煒、楊思施：完成標(biāo)準(zhǔn)第六章和參考文獻(xiàn)起草。黃梅麗、王帥、李強(qiáng)：查詢與收集暴雨強(qiáng)度公式編制有關(guān)資料，編排與整理標(biāo)準(zhǔn)文稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)1.標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)的編制遵循科學(xué)性和協(xié)調(diào)性、可操作性和實(shí)用性原則。（1）科學(xué)性和協(xié)調(diào)性《暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)的制定，遵循了現(xiàn)行已有的暴雨強(qiáng)度公式編制有關(guān)規(guī)范、氣象業(yè)務(wù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使該標(biāo)準(zhǔn)具有科學(xué)性和協(xié)調(diào)性。（2）可操作性本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了暴雨強(qiáng)度公式編制的基本要求、內(nèi)容和技術(shù)方法等內(nèi)容，是一個(gè)可用于業(yè)務(wù)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，具有可操作性。（3）實(shí)用性本標(biāo)準(zhǔn)適用于廣西暴雨強(qiáng)度公式編制工作，實(shí)用性強(qiáng)。2.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及確定依據(jù)（1）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容1）規(guī)范了暴雨強(qiáng)度公式編制對(duì)降雨資料的要求，包括代表氣象站選取、資料收集和暴雨資料樣本選取等。2）規(guī)范了暴雨強(qiáng)度公式推算方法，包括頻率分布曲線擬合、暴雨公式推算方法、暴雨公式精度檢驗(yàn)等。3）規(guī)范了暴雨強(qiáng)度公式的適應(yīng)性分析方法，包括時(shí)間分布特征分析、空間分布特征分析和公式對(duì)比分析方法等。（2）主要依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)編寫的主要技術(shù)依據(jù)有《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014—2006）》《地面氣象觀測(cè)規(guī)范降水量(GB/T35228—2017)》《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000）》《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003，2009年版）》《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG/TD33-2012）》《城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則》等。三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果1.主要內(nèi)容和技術(shù)方法確定1.1站點(diǎn)選擇暴雨強(qiáng)度公式編制需要確保降雨資料準(zhǔn)確可靠，需要選擇一個(gè)氣象站作為暴雨強(qiáng)度公式編制的代表站氣象站，由于編制暴雨公式的資料年限需要30年以上，并且具備逐分鐘降雨數(shù)據(jù)，因此這作為站點(diǎn)選擇的依據(jù)之一，同時(shí)還要對(duì)降雨資料進(jìn)行代表性分析、可靠性分析、一致性分析等，因此選擇的站點(diǎn)還應(yīng)具備完整的臺(tái)站遷址、雨量記錄儀更換記錄，并且符合符合區(qū)域代表性、歷史數(shù)據(jù)連續(xù)性和一致性要求。1.2暴雨資料樣本選取(1）采樣方法采樣方法可分為年最大值法和非年最大值法，非年最大值法又分為年超大值法、超定量法和年多個(gè)樣法。我國(guó)在20世紀(jì)80年代以前，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期較低，如：0.25年、0.33年、0.5年，城市暴雨強(qiáng)度公式采用年多個(gè)樣法的較多，我國(guó)城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期已趨于提高到2年以上，同時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》均推薦年最大值法，因此，本標(biāo)準(zhǔn)采用年最大值法編制暴雨強(qiáng)度公式。(2）滑動(dòng)統(tǒng)計(jì)法滑動(dòng)統(tǒng)計(jì)法的目的是搜尋對(duì)應(yīng)降雨歷時(shí)的年度最大雨量值。選定降雨歷時(shí)，設(shè)定滑動(dòng)步長(zhǎng)（如：1min），不受日、月界的限制（不跨年界），滑動(dòng)搜尋該降雨歷時(shí)內(nèi)的最大值雨量。同一場(chǎng)次降雨過程中同一種歷時(shí)降雨不可交叉。(3）降雨歷時(shí)降雨歷時(shí)選定主要考慮統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)密度和實(shí)際工程規(guī)劃設(shè)計(jì)需要。暴雨強(qiáng)度公式實(shí)際應(yīng)用時(shí)，降雨歷時(shí)應(yīng)與雨水徑流時(shí)間一致。實(shí)際工程中，如雨水口、屋面、廣場(chǎng)、地道及下立交等雨水量的計(jì)算，雨水匯流時(shí)間不超過180分鐘。因此，本標(biāo)準(zhǔn)降雨歷時(shí)采用5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、150min、180min共11個(gè)歷時(shí)。1.3頻率分布曲線擬合理論分布曲線擬合的作用之一是將分散的數(shù)據(jù)擬合出內(nèi)在趨勢(shì)，為暴雨強(qiáng)度公式的外延計(jì)算創(chuàng)造條件。理論頻率曲線包括：皮爾遜-Ⅲ型分布、耿貝爾分布、指數(shù)分布函數(shù)曲線。在缺少經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可進(jìn)行多種頻率分布函數(shù)的擬合試驗(yàn)，從中選取擬合效果較好的理論頻率曲線函數(shù)類型，當(dāng)擬合精度差異不大時(shí)推薦采用皮爾遜-Ⅲ型分布函數(shù)。從理論上講，耿貝爾型分布、指數(shù)分布是皮爾遜-Ⅲ型分布的特例。皮爾遜-Ⅲ型分布的總體參數(shù)Cv、Cs具有較清晰的物理意義。采用理論頻率曲線擬合時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)分析降雨頻率的經(jīng)驗(yàn)，宜在控制擬合精度的同時(shí)，注意頻率曲線的總體協(xié)調(diào)。對(duì)不同理論頻率曲線的擬合結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，選取精度最優(yōu)的頻率曲線。根據(jù)確定的頻率分布曲線，得出重現(xiàn)期(P)、降雨強(qiáng)度（i）和降雨歷時(shí)（t）三者關(guān)系值，即P-i-t關(guān)系表。1.4暴雨強(qiáng)度公式推算暴雨強(qiáng)度公式的擬合過程是：采用適線后得到的P-i-t關(guān)系表中數(shù)據(jù)，建立聯(lián)立數(shù)理方程組，采用優(yōu)化算法求解暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)，進(jìn)行誤差檢驗(yàn)。暴雨強(qiáng)度公式數(shù)據(jù)整理、審核、理論頻率曲線擬合、參數(shù)確定過程，應(yīng)參照《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》（GB/T8170-2008）的要求，合理修約并取舍有效數(shù)字。1.5暴雨強(qiáng)度公式精度檢驗(yàn)精度控制和誤差檢驗(yàn)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)典方法，確定保證率、查算偏差分布、控制允許絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差。不得為保證統(tǒng)計(jì)精度而導(dǎo)致理論頻率曲線擬合過程出現(xiàn)明顯的不合理。涵蓋低重現(xiàn)期和高重現(xiàn)期、低降雨歷時(shí)和長(zhǎng)降雨歷時(shí)的總公式，精度控制較困難。按照規(guī)定的樣本個(gè)數(shù)和原始數(shù)據(jù)質(zhì)量，推薦重現(xiàn)期2-20年的平均絕對(duì)均方根誤差不超過0.05mm／min、平均相對(duì)均方根誤差不大于5％是可行的。1.6適用性分析適應(yīng)性分析的目的是論證資料年限選取、公式適應(yīng)地域范圍、以及新編制的暴雨強(qiáng)度公式與現(xiàn)行公式的差異。其中時(shí)間、空間分布特征分析工作在站點(diǎn)選擇、資料年限選取時(shí)就應(yīng)同步進(jìn)行，公式對(duì)比分析是對(duì)新編制的暴雨強(qiáng)度公式的適應(yīng)性評(píng)估。1.7暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)流程本標(biāo)準(zhǔn)給出了暴雨強(qiáng)度公式編制的一般技術(shù)流程，各地在編制當(dāng)?shù)貜?qiáng)度公式時(shí)可以靈活使用。資料收集和處理資料收集和處理代表氣象站選取暴雨資料樣本選取頻率分布曲線擬合暴雨強(qiáng)度公式推算公式精度檢驗(yàn)暴雨強(qiáng)度公式適用性分析公式推算時(shí)間分布特征分析空間分布特征分析公式對(duì)比分析圖1暴雨強(qiáng)度公式編制技術(shù)流程2.預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果分析編寫組將標(biāo)準(zhǔn)初稿中在實(shí)際業(yè)務(wù)中進(jìn)行了應(yīng)用，利用本標(biāo)準(zhǔn)編寫完成了鳳山縣、環(huán)江縣、羅城縣、南丹縣、都安縣等縣級(jí)暴雨強(qiáng)度公式編制工作，經(jīng)過實(shí)際的業(yè)務(wù)應(yīng)用表明，本標(biāo)準(zhǔn)可以很好的規(guī)范暴雨強(qiáng)度公式編制的基本要求、內(nèi)容和技術(shù)方法，對(duì)提高暴雨強(qiáng)度公式編制工作的質(zhì)量和水平，推動(dòng)我區(qū)暴雨強(qiáng)度公式編制工作規(guī)范化發(fā)展，提高城市防災(zāi)減災(zāi)和防洪排澇能力，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度無(wú)。五、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中遵循了《中華人民共和國(guó)氣象法》《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014—2006）》《地面氣象觀測(cè)規(guī)范降水量(GB/T35228—2017)》《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000）》《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003，2009年版）》《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG/TD33-2012）》《城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則》等相關(guān)的法律法規(guī)和國(guó)