DB43/T 1628-2019 湖南省城市暴雨设计参数确定技术规范

ICS07.060

A47

DB43

湖南省地方标准

DB43/T1628—2019

湖南城市暴雨设计参数确定技术规范

Technicalspecificationfordeterminingdesignparameters

ofurbanrainstorminHunan

2019-04-30发布2019-07-30实施

湖南省市场监督管理局发布

DB43/T1628—2019

目次

前言………………………Ⅱ

1范围……………………1

2规范性引用文件………………………1

3术语和定义……………1

4符号和单位……………2

5技术内容和流程……………………2

6降雨资料和统计样本………………3

7频率计算和分布曲线拟合……………4

8暴雨强度公式编制…………………4

9短历时暴雨雨型确定………………5

10设计降雨量推算………………………5

11图表绘制…………………………6

12适用性分析………………………6

13报告编制………………6

附录A（资料性附录）自记纸降雨记录资料处理………8

附录B（资料性附录）理论频率曲线类型………………9

附录C（资料性附录）暴雨强度公式拟合方法…………13

附录D（规范性附录）短历时暴雨雨型…………………15

附录E（规范性附录）年径流总量控制率与设计降雨量的计算………18

附录F（资料性附录）常用图表格式（样张）……………20

I

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前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由湖南省气象局提出并归口。

本标准负责起草单位：湖南省气候中心。

本标准参与起草单位：湖南省建筑设计院。

本标准主要起草人员：曾向红、吴浩、王光明、廖玉芳、张文、郭凌曜、张剑明、赵辉、粟志钢、

陈积义。

II

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湖南城市暴雨设计参数确定技术规范

1范围

本标准规定了湖南省城市暴雨设计参数确定的技术内容和流程、降雨资料要求和技术方法。

本标准适用于湖南省城市暴雨强度公式的编制、设计暴雨雨型及设计降雨量的确定。

2规范性引用文件

本标准引用了下列标准（规范、导则）中的有关条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用

于本标准。

GB50014室外排水设计规范

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

QX/T52地面气象观测规范第8部分：降水观测

QX/T22地面气候资料30年整编常规项目及其统计方法

QX/T118地面气象观测资料质量控制

2014海绵城市建设技术指南--低影响开发雨水系统构建（试行）

2014城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

降雨历时rainfallduration

指连续降雨的时段，为累积雨量的时间长度，以分钟（min）计。

3.2

降雨量rainfallamount

某一时段内降落到水平面上的雨水累积深度，以毫米（mm）计。

3.3

暴雨强度rainfallintensity

指某一历时内单位时间（每分钟或每小时）的降雨量，以mm/min或L/（s•hm2）计。

3.4

短历时降雨shortdurationprecipitation

指降雨历时小于等于180分钟的降雨。

3.5

有效暴雨资料样本effectiverainstormsample

作为暴雨强度公式编制、设计雨型及设计降雨量确定的降雨数据样本。

3.6

暴雨重现期rainstormreturnperiod

1

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某一强度的暴雨重复出现的统计平均时间间隔，以年（a）计。

3.7

暴雨强度公式rainstormintensityformula

指反应短历时暴雨过程中暴雨强度—降雨历时—重现期三者间函数关系的数学表达式，适用于城市

小区域降雨规律的定量描述。

3.8

暴雨雨型rainstormdistribution

不同降雨历时内的暴雨强度随时间变化的特征，以不同降雨历时的降雨过程线型表达。

3.9

雨峰rainpeak

降雨历时内暴雨强度的峰值（最大值）。

3.10

雨峰位置系数peakintensitypositioncoefficient

表征暴雨强度过程的雨峰位置的参数，从降雨历时开始至降雨峰值出现的时间段长度与降雨历时的

比值。

3.11

设计降雨量designrainfalldepth

为实现一定的年径流总量控制目标（年径流总量控制率），雨水控制与利用设施能消纳的径流总量

所对应的降雨量，一般通过当地多年日降雨资料统计数据获取，通常用日降雨量（mm）表示。

3.12

年径流总量控制率volumecaptureratioofannualrainfall

通过自然和人工强化的渗透、储存、蒸发等方式，场地内累计一年得到控制（不外排）的雨量占全

年总降雨量的百分比。

4符号和单位

下列符号和单位适用于本标准。

i——设计暴雨强度，mm/min；

q——设计暴雨强度，L/（s•hm2）；

P——设计暴雨重现期，a；

t——降雨历时，min；

A1、A——雨力参数，经验参数；

C——雨力变动参数，经验参数；

b——降雨历时修正参数，经验参数；

n——暴雨衰减指数，经验参数；

r——雨峰位置系数，无量纲系数；

H——设计降雨量，mm。

5技术内容和流程

5.1技术内容包括：气象站站点选择、原始数据整理、降雨资料年限确定、统计样本建立、频率计算

和分布曲线拟合、暴雨强度公式参数求解、短历时设计暴雨雨型确定、设计降雨量确定、图表绘制、成

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果适用性分析、报告编制等。

5.2技术流程包括：数据处理、频率计算和分布曲线拟合、暴雨强度公式编制、设计暴雨雨型和设计

降雨量确定、适用性分析、报告编制等内容。技术流程详见图1。

图1暴雨设计参数确定技术流程图

6降雨资料和统计样本

6.1降雨站点及资料选取

6.1.1降雨资料的站点选择应满足区域代表性、历史数据连续性和一致性要求。

6.1.2站点选择应保证原始数据的随机性和独立性，不可采用数个站点的数据混合样本。

6.1.3选择站点在资料年限内发生迁址、雨量记录仪更换时，须对降雨资料的代表性和一致性进行论

证和说明。

6.1.4编制一个城市的暴雨强度公式，至少应选择一个代表性站点，城市地形地貌及降雨特征差异较

大，并具备基础资料条件的城市，宜选择多个代表性站点编制当地不同区域的暴雨强度公式，以分别代

表城市的不同区域特征。

6.1.5短历时暴雨雨型资料站点及设计降雨量资料站点宜与暴雨强度公式站点一致。

6.1.6选择当地国家气象站或区域气象站作为代表性站点。若研究区域内无国家气象站和区域气象站

或已设站点不满足上述要求时，可考虑选择其他行业降雨观测站作为代表性站点或辅助站点，但应依据

上述要求，对资料的可用性进行论证。

6.1.7暴雨强度公式编制和短历时暴雨雨型及设计降雨量采用的基础资料年限至少需要30年；宜通过

降雨时间变化特征分析，合理选择资料年限，但须包括最近年份的降雨资料。

6.1.8原始降雨资料宜采用逐分钟自动记录的基础数据，主要包括以自记纸形式记录的逐分钟降雨资

料和国家自动气象站自动记录的逐分钟降雨资料。

6.1.9应按照气象数据审核规范，对原始资料进行数据质量检查、审核。

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6.1.10应收集给出基础资料涉及的各个观测站的降雨观测沿革。

6.1.11历史自记纸降雨记录资料处理，可按照附录A规定进行。

6.2统计样本选取

6.2.1暴雨强度公式编制的降雨历时应采用5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、

120min、150min、180min共11个历时。

6.2.2短历时暴雨雨型确定的降雨历时采用30min、60min、90min、120min、150min、180min共6个

历时。

6.2.3统计样本选取，应采用逐分钟滑动统计法，选取各降雨历时雨量逐年最大值的降雨场次，记录

选定降雨场次过程开始时间及逐分钟降雨量，作为各降雨历时的有效降雨资料样本。同一场次降雨过程

中，同一种历时降雨不可以交叉，不受日、月界的限制（但不跨年）。

6.2.4选取各降雨历时雨量的逐年最大值，作为暴雨强度公式编制的有效样本。

6.2.5选取各降雨历时雨量的逐年最大值的降雨场次，记录选定降雨场次过程开始时间、结束时间及

逐分钟降雨量，作为短历时雨型统计的有效样本。

6.2.6选取日降雨量作为设计降雨量统计的有效样本。

7频率计算和分布曲线拟合

7.1频率和重现期计算

7.1.1样本按照降序排列，样本经验频率按以下公式计算：

𝑝=𝑚/(𝑛+1)×100%„„„„„„„„„„„„„„„„„„（7.1）

式中，p为经验频率；m为排序数；n为样本容量，即样本总数。

7.1.2重现期与经验频率按照以下公式换算：

P=1/p„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（7.2）

式中，P为重现期（a），p为经验频率。

7.1.3年最大值法计算降雨重现期按2a、3a、5a、10a、20a、30a、50a、100a等8个重现期计算。精

度检验重点为重现期2～20a区间。

7.2频率分布曲线拟合

7.2.1频率分布曲线拟合应基于选取的统计样本，采用经验频率曲线或理论频率曲线进行趋势性拟合

调整，一般选择理论频率分布曲线，如：皮尔逊-Ⅲ型曲线、耿贝尔分布曲线、指数分布曲线等，详见

附录B。从中选取拟合效果较好的理论频率曲线函数类型。

7.2.2采用理论频率曲线拟合时，应结合当地降雨频率统计分析的经验，宜在控制拟合精度的同时，

注意频率曲线的总体协调。

7.2.3根据编制暴雨强度公式重现期的范围要求（2～100a区间），须对拟合确定的频率分布曲线进行

适线外延。

7.2.4根据确定的频率分布曲线，得出暴雨强度（i）、重现期（P）、和降雨历时（t）三者关系值，即

i-P-t关系表。

8暴雨强度公式编制

8.1暴雨强度公式可以选用包含重现期的暴雨强度公式（以下简称为“总公式”）和单一重现期的暴雨

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强度公式（以下简称为“单公式”）。

8.2总公式的表达形式为式（8.1），拟合方法详见附录C（1）

167A(1ClgP)

q1„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（8.1）

(tb)n

式中A1、b、n为待求的参数，q为设计暴雨强度，t为降雨历时。

8.3单公式的表达式为式（8.2），拟合方法详见附录C（2）

167A

q„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（8.2）

(tb)n

式中A、b、n为待求的参数，q为设计暴雨强度，t为降雨历时。

8.4为确保计算结果的准确性，应对暴雨强度计算结果进行精度检验，按《室外排水设计规范》（GB

50014－2006，2016版）的要求，需计算平均均方根误差或平均相对均方根误差。

'

1nRiRi2

平均均方根误差：Xm()„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（8.3）

i1

nti

'

1nRiRi2

平均相对均方根误差:Um()100%„„„„„„„„„„„„„„（8.4）

i1

nRi

式（8.3）、（8.4）中，R为理论降雨量，R为i-P-t曲线确定的降雨量，t为降雨历时，n为样

本数。

8.5编制重现期2～100a范围的暴雨强度公式时，应重点保证重现期2～20a区间的拟合精度。在一般

降雨强度的区域，平均均方根误差不宜大于0.05mm/min；在较大降雨强度的区域，平均相对均方根误

差不宜大于5％。

8.6暴雨强度公式降雨历时范围为5-180min。降雨历时不在此范围时，设计暴雨强度应进行适当修正

或复核，修正或复核应符合下列规定：

1）降雨历时小于5min，一般出现在地道、下立交、下沉式广场等市政雨水管渠规划设计中，设

计降雨强度应乘以1.2～1.5的安全系数。

2）降雨历时大于180min，应考虑降雨在时空分布的不均匀性和管网汇流过程，应采用管网模型

法校核雨水设计流量。

9短历时暴雨雨型确定

9.1应根据本地条件和需要，研究确定设计暴雨统计模型。推荐采用芝加哥雨型或Pilgrim&Cordery

雨型。

9.2芝加哥法雨型确定包括综合雨峰位置系数确定及芝加哥降雨过程线模型确定，技术流程详见附录

D（1）。

9.3Pilgrim&Cordery雨型属无级序平均计算雨型，其分析确定的技术流程详见附录D（2）。

10设计降雨量推算

10.1设计降雨量应按日降雨量进行统计分析，小于2.0mm的降雨不统计。

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10.2不同年径流总量控制率对应的设计降雨量的计算见附录E。

10.3降雨量日值统计分析表（样表）见附录F。

11图表绘制

11.1常用查算图表包括：暴雨强度查算表、暴雨强度曲线图、降雨量曲线图、短历时暴雨过程降雨强

度查算表、短历时暴雨雨型图、年径流总量控制率与设计降雨量的关系曲线图。

11.2可根据暴雨强度总公式或单公式计算编制暴雨强度常用查算图表、绘制暴雨强度曲线、降雨曲线

图。曲线图格式可参照附录E常用图表格式。

11.3短历时暴雨雨型图以及设计降雨量图格式可参照附录E常用图表格式。

11.4暴雨强度总公式是基于曲线拟合得到的i-P-t表，经最小二乘法和数理方程求解获得，与单公式

相比精度略有差异。各地在编制暴雨强度公式及图表时，须统筹协调，并规定适用范围和条件。

12适用性分析

12.1时间分布特征分析

12.1.1分析降雨的长年代变化特征，合理确定暴雨强度公式编制的降雨资料年限。

12.1.2以各历时降雨量的前10个最大值在各年代的分布特征，分析城市强暴雨的时间变化特征。

12.1.3以本地代表性站点，对采用不同年限降雨资料编制的暴雨强度公式结果进行差异性分析，论证

降雨资料年限选择的合理性。

12.2空间分布特征分析

12.2.1对于地形地貌差异较大或涵盖范围大的城市，可补充利用本地加密观测的其他降雨资料，分析

本地强降雨的区域分布特征，为编制的暴雨强度公式的适用范围提供依据。

12.2.2对比代表性站点与加密观测站点降雨资料，绘制部分典型历时的暴雨事件发生次数、最大降雨

量分布图，以及代表性站点与加密观测站点特征参数的比值或差值等，分析暴雨的区域分布特征。

12.2.3基础资料条件许可的城市，可编制不同分区代表性站点的暴雨强度公式，并通过其差异性分析，

确定暴雨分区的合理性。

12.3社会影响分析

12.3.1依据降雨空间分布特征分析结论，说明是否需要划分暴雨分区、站点代表性以及新编暴雨强度

公式的适应地域范围。

12.3.2依据气候变化、城市化发展和强暴雨时间分布特征，说明样本年限确定的合理性和适用性。

12.3.3开展新编暴雨强度公式与原采用的暴雨强度公式的对比分析，同时应注意代表性站点选择、样

本年限、以及年最大值法与年多个样法等不同采样方法产生的差异。

12.3.4提出推荐报告编制（含公式、图表），并说明其适应范围和条件。

13报告编制

13.1城市暴雨强度公式。

13.2短历时设计暴雨雨型。

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13.3设计降雨量及年径流总量控制率。

13.4常用图表，其中包括：暴雨强度查算表、暴雨强度曲线图、降雨量曲线图、短历时暴雨过程降雨

强度查算表、短历时暴雨雨型图、年径流总量控制率与设计降雨量的关系曲线图。

13.5附加说明，其中包括：资料说明、方法说明、适用性说明。

13.6修编建议：对降雨特征分析（包括暴雨强度公式、短历时设计暴雨雨型、设计降雨量）的下次修

编时间提出建议，一般建议5～10a进行复核或修编。

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附录A

（资料性附录）

自记纸降雨记录资料处理

对以自记纸形式保存的历史降雨自记记录资料，推荐使用中国气象局组织编制的“降雨自记纸彩色

扫描数字化处理系统”进行数字化处理。该系统通过计算机扫描、图像处理、数据处理，将气象站降雨

自记纸图像进行数字化转换，成为逐分钟降雨量，并需要经人工审核或修正后，录入数据库，具体处理

过程如下：

1）降雨自记纸预处理

在自记纸扫描前，需将装订好的自记纸拆开，挑选出有降雨过程的自记纸，并标注起止日期，使时

间清晰地写在可扫描区域内。

2）图像扫描

首先设置好扫描图像的分辨率、图像压缩率等扫描参数，一般文件大小应控制在150—350KB之间，

如过大可提高压缩率、过小则减小压缩率，以达到正常跟踪与处理速度、保存容量的较好结合，既保证

得到的扫描图像的清晰度，又有较快的扫描速度。

3）降雨自记迹线的跟踪

调整合适的阈值，使程序能更好的自动跟踪；在强降雨时，采用强降雨跟踪方法（在非强降雨时也

可灵活使用该方法）；作异常处理时，可采用二次处理法，首先由程序自动计算异常量，然后再将包含

异常时段在内的若干小时作异常处理，输入这段时间的降雨量；无降雨时的处理方法是从最早出现降雨

的地方开始跟踪，将尾部无降雨的迹线删除；注意与状态库或地面气象观测记录月报表文件中的日降雨

量及逐时降雨量进行比对。

4）数据转换与质量检查

数据转换包括：将迹线数据（ZJR文件）转换成分钟强度数据，将分钟强度数据进行质量检查后再

转换成标准分钟强度数据，以及将标准分钟强度数据转换成小时强度数据。在分钟强度转换前，可运行

ZJJC软件对ZJR文件进行质量检查，检查项目包括时间连续性检查和数据质量检查。数据转换程序也

会进行转换前的必要检查，如虹吸过程是否超过2min，虹吸量是否超范围等。

5）数据集制作

降雨自记纸数字化处理应得到3个数据集：图像数据集、降雨强度数据集和迹线文件数据集。每个

数据集应包括：数据实体文件、数据说明文件、备注说明文件和元数据说明文件4个部分，因此，每个

数据集应按规范和格式要求制作说明文档、备注说明文件和元数据说明文档。

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附录B

（资料性附录）

理论频率曲线类型

1皮尔逊－Ⅲ型曲线

皮尔逊－Ⅲ型曲线又称P-Ⅲ型曲线，是一种单峰型正偏曲线，整体不对称，该分布的概率密度的

数学表达式为：

𝛽𝛼

𝑓(𝑥)=(𝑥−𝑎)𝛼−1𝑒−𝛽(𝑥−𝑎0)(𝑎<𝑥<∞)，𝛼>0，𝛽>0„„„„„„„„„„„„（附B.1）

𝛤(𝛼)00

式（附B.1）中：α、β、𝑎0表示P－Ⅲ型分布包含的参数；

()∞𝛼−1𝑥„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（附B.2）

𝛤𝛼=∫0𝑥𝑒𝑑𝑥

式（附B.2）中：𝛤(𝛼)为α的伽玛函数；

4

𝛼=2„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（附B.3）

𝐶𝑠

2

𝛽=„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（附B.4）

𝑥̅𝐶𝑣𝐶𝑠

2𝐶𝑣