【摘要】：在極端降雨事件頻數(shù)和強(qiáng)度呈增加趨勢,社會經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的背景下,內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加,伴隨損失越來越高,這對城市排水防澇系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、預(yù)警和調(diào)度提出了新的挑戰(zhàn)。為此,國家已開始強(qiáng)制要求利用計(jì)算機(jī)水力模型平臺進(jìn)行城市排水防澇系統(tǒng)的模擬演算,而符合區(qū)域?qū)嶋H特征的有效的設(shè)計(jì)降雨輸入,是前提和必要條件。因此加強(qiáng)設(shè)計(jì)降雨的研究,是符合目前城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營調(diào)度需求的。本研究從降雨物理特征出發(fā),基于大量的歷史降雨數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,提出一種基于Copulas聯(lián)結(jié)函數(shù)和概率密度函數(shù)的設(shè)計(jì)降雨構(gòu)建方法,進(jìn)行設(shè)計(jì)降雨時(shí)空分布特性研究。取得的主要成果如下:(1)研究提出基于Copulas聯(lián)結(jié)函數(shù)的降雨多變量分析方法。它利用Copulas聯(lián)結(jié)函數(shù)對歷史降雨數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)降雨量、降雨峰值和總降雨量3個(gè)具有不同邊際分布的特征參數(shù)進(jìn)行多變量聯(lián)合分析,推求“峰值”、“總降雨量”和“設(shè)計(jì)降雨量”的聯(lián)合分布關(guān)系。(2)研究提出基于概率密度函數(shù)的設(shè)計(jì)雨型構(gòu)建方法。它利用概率密度函數(shù)與降雨歷線的相似性,進(jìn)行設(shè)計(jì)雨型的研究分析。根據(jù)歷史降雨數(shù)據(jù)分析,降雨累積曲線與累積分布函數(shù)(CDF)形狀相似,累積降雨曲線之一次差分為降雨歷線,即雨型曲線,而累積分布函數(shù)(CDF)之微分為概率密度函數(shù),因此,提出概率密度函數(shù)的設(shè)計(jì)雨型構(gòu)建方法。(3)研究提出基于Copulas聯(lián)結(jié)函數(shù)和概率密度函數(shù)的設(shè)計(jì)降雨構(gòu)建方法。聯(lián)合Copulas聯(lián)結(jié)函數(shù)多變量分析和概率密度函數(shù)雨型構(gòu)建設(shè)計(jì)降雨的方法在現(xiàn)有普遍應(yīng)用的暴雨強(qiáng)度公式理論基礎(chǔ)上,增加了“降雨峰值”和“總降雨量”這兩個(gè)重要的雨量特征和更符合降雨實(shí)際過程的“雨型”特征的考量。(4)研究提出基于點(diǎn)面折減系數(shù)的降雨空間分布特性研究。采用泰森多邊形空間插值法分析周圍自動站降雨觀測數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)觀測數(shù)據(jù)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了城市區(qū)域降雨空間分布特性規(guī)律的量化描述,為城市排水防澇系統(tǒng)建設(shè)管理提供了有效指導(dǎo)。本論文針對目前普遍采用的基于單變量分析的暴雨強(qiáng)度公式法存在的不足,提出一種基于Copula函數(shù)和PDF的設(shè)計(jì)降雨構(gòu)建方法,能夠更真實(shí)、完整、有效地反映降雨特征,期待為城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營調(diào)度提供更為科學(xué)合理的依據(jù)和技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU992

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2546151