暴雨計算公式 W020140519104225.pdf
W020140519104209.doc| 住房城鄉(xiāng)建設部 中國氣象局關于做好暴雨強度公式修訂有關工作的通知 |
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各省、自治區(qū)住房城鄉(xiāng)建設廳（水務廳）、氣象局，直轄市建委（市政管委、水務局）、氣象局，新疆生產建設兵團建設局、氣象局，中國氣象局各直屬單位： 近年來，城市暴雨內澇已成為影響城市健康發(fā)展、威脅城市安全的突出問題。強降雨是導致城市暴雨內澇的直接原因之一，暴雨強度公式是反映降雨規(guī)律、指導城市排水防澇工程設計和相關設施建設的重要基礎，暴雨強度公式的編制是公益性氣象服務內容之一。為落實《國務院辦公廳關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》（國辦發(fā)[2013]23號）精神，根據《住房城鄉(xiāng)建設部、中國氣象局關于聯合開展城市內澇預報預警與防治工作合作框架協議》，我們組織專家編制了《城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則》（以下簡稱《導則》），現印發(fā)給你們，并就有關事項通知如下： 一、建立暴雨強度公式制、修訂工作機制 住房城鄉(xiāng)建設部、中國氣象局共同成立了專家指導委員會（見附件1），指導各地開展觀測站網設置、數據采集與分析整理、暴雨強度公式制（修）訂、典型降雨過程和設計雨型分析等工作；各地住房城鄉(xiāng)建設、氣象部門要建立相應合作機制，加快開展相關工作。 二、建立暴雨強度公式編制與成果共享機制 各地氣象部門要按照《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006，2013年版）和《導則》（見附件2）要求，因地制宜、規(guī)劃部署降雨觀測站網，規(guī)范開展氣象基礎數據的采集與分析；指導各市（縣）運用中國氣象局按《導則》技術要求研制的暴雨強度公式軟件，規(guī)范編制暴雨強度公式，其相關成果要與住房城鄉(xiāng)建設（城市排水主管）部門共享。各地住房城鄉(xiāng)建設部門要配合做好暴雨強度公式和暴雨雨型確定相關工作，根據當地實際情況明確工程技術要求；要在城市規(guī)劃、建設和日常管理中，積極為自動雨量站的建設及其周邊觀測環(huán)境的保護創(chuàng)造條件，保證雨量站觀測記錄的連續(xù)性滿足國家有關標準規(guī)定。 三、暴雨強度公式的批準實施 暴雨強度公式編制成果應由所在地市（縣）住房城鄉(xiāng)建設（城鎮(zhèn)排水主管部門）會同氣象部門組織審定，并報當地人民政府批準后實施；同時，報上級住房城鄉(xiāng)建設部門備案。各市（縣）氣象部門要加強對氣候變化、降雨規(guī)律的持續(xù)跟蹤與研究分析，及時提出暴雨強度公式修訂計劃，并按上述程序進行修訂、審定、報批、備案。 四、健全保障措施，加強城市防澇技術合作 各地氣象部門要與住房城鄉(xiāng)建設部門密切合作，多渠道籌措資金，盡快對歷史分鐘自記降水資料進行信息化處理，并針對當地降雨的空間分布特征、空間變化規(guī)律和城市降雨空間分布的類型等與城市排水防澇的關系開展工作，為暴雨強度公式的編制、城市排水、排澇設計提供可靠資料和技術支撐。各市（縣）人民政府要按照《中華人民共和國氣象法》等有關法律法規(guī)的要求，將暴雨強度公式編制等工作所需的經費納入財政預算。 各地在暴雨強度公式編制、軟件使用方面的意見和建議，請及時反饋住房城鄉(xiāng)建設部城市建設司、中國氣象局預報與網絡司。在此基礎上，住房城鄉(xiāng)建設部和中國氣象局將進一步研究制定暴雨資料處理、強度公式、雨型分析等標準規(guī)范。 聯系人： 住房城鄉(xiāng)建設部城市建設司 陳 瑋 010-58933160 58934352（傳真） 中國氣象局預報與網絡司 蔣品平 010-58993281 62175924（傳真） 附件：1.專家指導委員會名單 2.城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則
中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部 |
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附件 2
城市暴雨強度公式編制和設計暴雨
雨型確定技術導則
Technical Guidelines for Establishment of
Intensity-Duration-Frequency Curve and Design Rainstorm Profile
住房和城鄉(xiāng)建設部
中 國 氣 象 局
2014 年 4 月前 言
建立完善的城市排水防澇系統，是提高城市防災減災能力、保障人民群眾的
生命財產安全的基本要求，是促進城鎮(zhèn)化健康發(fā)展、建設生態(tài)文明社會的重要內
容。基于歷史降雨記錄資料，采用數理分析方法，科學表達城市暴雨特征,是一
項關鍵的基礎性工作。為規(guī)范該項工作的開展，特制訂《城市暴雨強度公式編制
和設計暴雨雨型確定技術導則》（以下簡稱導則）。
本導則規(guī)定了城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定的基本要求、技術
流程、原始資料和統計樣本、頻率計算和分布曲線、暴雨強度公式參數求解、暴
雨雨型確定和適應性分析等方面的技術要求。
各地可參照本導則開展城市暴雨強度公式的編制、修訂以及設計暴雨雨型確
定工作。城市暴雨強度公式編制工作除符合本導則外，還應符合現行國家相關標
準和規(guī)范。
組織編制部門：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部、中國氣象局
主編單位：中國氣象局公共氣象服務中心
上海市城市建設設計研究總院
參編單位：廣東省氣候中心
江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳
北京市氣候中心
中國城市規(guī)劃設計研究院
住房城鄉(xiāng)建設部城鎮(zhèn)水務管理辦公室
北京世紀千府國際工程設計有限公司江蘇分公司編制組組長：宋麗莉
編制組副組長：張善發(fā) 何伶俊
編制組成員：（按姓氏筆劃為序，排名不分先后）
馬京津、牛璋彬、王家卓、劉海波、呂永平、何 健、李蘭娟、李 帥、
楊振斌、芮孝芳、陳天放、陳 瑋、陳清錦、房小怡、洪光雨、郝慶慶、
徐連軍、徐慧緯、賈仁勇、高 原、黃克江、植石群、蔣成煜、蔣承霖、
蔣 明、蔣品平、謝映霞目錄
1 總則 ...............................................................................................................................................1
1.1 適應范圍............................................................................................................................1
1.2 編制依據...........................................................................................................................1
1.3 基本要求...........................................................................................................................1
1.4 內容和方法.......................................................................................................................2
2 術語和符號....................................................................................................................................2
2.1 術語...................................................................................................................................2
2.3 量綱單位...........................................................................................................................3
3 降雨資料和統計樣本....................................................................................................................3
3.1 站點選擇............................................................................................................................3
3.2 原始資料............................................................................................................................4
3.3 統計樣本選取....................................................................................................................4
4 頻率計算和分布曲線....................................................................................................................5
4.1 頻率和重現期計算...........................................................................................................5
4.2 頻率分布曲線擬合...........................................................................................................5
5 暴雨強度公式................................................................................................................................6
5.1 暴雨強度公式擬合...........................................................................................................6
5.2 暴雨強度公式擬合精度檢驗...........................................................................................7
6 短歷時暴雨雨型確定....................................................................................................................7
7 圖表繪制........................................................................................................................................8
8 適用性分析..................................................................................................................................10
8.1 時間分布特征分析..........................................................................................................10
8.2 空間分布特征分析.........................................................................................................10
8.3 社會影響分析..................................................................................................................10
9 編制成果......................................................................................................................................11
9.1 編制成果.........................................................................................................................11
9.2 問題與建議.....................................................................................................................11
附錄 ................................................................................................................................................12
附錄 A 暴雨強度公式編制技術流程....................................................................................12
附錄 B 自記紙降雨記錄資料處理.........................................................................................12
附錄 C 理論頻率曲線類型....................................................................................................14
1 皮爾遜Ⅲ型曲線.........................................................................................................14
2 耿貝爾（Gumbel）分布曲線......................................................................................15
附錄 D 短歷時暴雨雨型.........................................................................................................16
附錄 E 常用圖表格式樣張....................................................................................................18
附錄 F 有效數字.....................................................................................................................23
編制說明.........................................................................................................................................24
1 總則 ............................................................................................................................................24
2 術語和符號.................................................................................................................................25
3 降雨資料和統計樣本.................................................................................................................25
4 頻率計算和分布曲線.................................................................................................................28
5 暴雨強度公式.............................................................................................................................296 短歷時暴雨雨型.........................................................................................................................30
7 圖表繪制......................................................................................................................................30
8 適用性分析..................................................................................................................................31
9 編制成果......................................................................................................................................311
1 總則
1.1 適應范圍
本導則規(guī)定了暴雨強度公式編制和暴雨雨型確定的基本要求、技術流程、降
雨資料和統計樣本、頻率分布曲線、暴雨強度公式參數求解、短歷時設計暴雨雨
型確定、圖表繪制、適應性分析和成果表達格式等方面的技術要求。
本導則適用于各地編制城市暴雨強度公式和確定設計暴雨雨型。
1.2 編制依據
本導則引用了下列法規(guī)、條例、規(guī)范中的有關條款。凡是不注日期的引用文
件，其最新版本適用于本導則。
《室外排水設計規(guī)范》（GB50014－2006，2013年版）
《數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）
《地面氣象觀測規(guī)范》第 8 部分：降水觀測（QX/T 52-2007)
《地面氣候資料30年整編常規(guī)項目及其統計方法》（QX/T 22-2004）
《地面氣象觀測資料質量控制》（QX/T 118-2010 ）
《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（SL44-93）
《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50318-2000）
《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB 50015-2003）
《公路排水設計規(guī)范》（JTJ 018-97）
1.3 基本要求
1.3.1 為適應氣候趨勢性變化，保障城市安全，客觀表達城市暴雨特征，提高城
市室外排水工程規(guī)劃設計的科學性，各地須編制和適時修訂城市暴雨強度公式，
確定適用的設計暴雨雨型。
1.3.2 暴雨強度公式編制或修訂及暴雨雨型確定工作須遵循：資料準確可靠、推
算方法科學合理、編制成果規(guī)范表達的原則。2
1.4 內容和方法
1.4.1 暴雨強度公式編制和暴雨雨型確定工作內容包括：代表性站點選擇、原始
數據整理、降雨資料年限確定、統計樣本建立、頻率計算和分布曲線擬合、暴雨
強度公式參數求解、短歷時設計暴雨雨型確定、圖表繪制、成果適用性分析、成
果編制印刷等。
1.4.2暴雨強度公式編制和暴雨雨型確定工作是基于歷史降雨資料，采用頻率分
析、數值擬合等數理統計方法，確定短歷時暴雨強度的數學表達式以及雨型特征
分析的過程。其技術流程見附錄A。
2 術語和符號
2.1 術語
2.1.1降雨歷時 rainfall duration
指連續(xù)降雨的時段，為累積雨量的時間長度，以分鐘（min）計。
2.1.2 降雨量 rainfall amount
某一時段內降落到水平面上的雨水累積深度，以毫米（mm）計。
2.1.3 降雨強度 rainfall intensity
指某一歷時內單位時間（每分鐘或每小時）的降雨量。
2.1.4 短歷時降雨 short duration precipitation
指降雨歷時小于120 分鐘的降雨。
2.1.5 有效暴雨資料樣本 effective rainstorm sample
作為暴雨公式和暴雨雨型編制的降雨數據樣本。
2.1.6 暴雨重現期 rainstorm return period
某一強度的暴雨重復出現的統計平均時間間隔，以年（a）計。
2.1.7 暴雨雨型 rainstorm profile
不同降雨歷時內的暴雨強度隨時間變化的特征，以不同降雨歷時的降雨過程
線型表達。
2.1.8 雨峰位置系數 peak intensity position coefficient3
表征暴雨強度過程的雨峰位置的參數，從降雨歷時開始至降雨峰值出現的時
間段長度與降雨歷時的比值。
2.2 符號
i、q——設計暴雨強度；
P——設計暴雨重現期；
t——降雨歷時；
A1——雨力參數；
C——雨力變動參數；
b——降雨歷時修正參數；
n——暴雨衰減指數；
ri——雨峰位置系數。
2.3 量綱單位
i——mm/min；q——L/（s·hm2）；
P——a；
t——min；
A1——經驗參數；
C——經驗參數；
b——經驗參數；
n——經驗參數；
ri——無量綱參數。
3 降雨資料和統計樣本
3.1 站點選擇
3.1.1降雨資料的站點選擇應滿足區(qū)域代表性、歷史數據連續(xù)性和一致性要求。
3.1.2 站點選擇應保證原始數據的隨機性和獨立性，不可采用數個站點的數據混
合樣本。4
3.1.3選擇站點在資料年限內發(fā)生遷址、雨量記錄儀更換時，需對降雨資料的代
表性和一致性進行論證和說明。
3.1.4 編制一個城市的暴雨強度公式，至少應選擇一個代表性站點，城市地形地
貌及降雨特征差異較大，并具備基礎資料條件的城市，宜選擇多個代表性站點編
制當地不同區(qū)域的暴雨強度公式，以分別代表城市的不同區(qū)域特征。
3.1.5 短歷時暴雨雨型資料站點宜與暴雨強度公式站點一致。
3.1.6 選擇當地國家氣象站或區(qū)域氣象站作為代表性站點。若研究區(qū)域內無國家
氣象站和區(qū)域氣象站或已設站點不滿足上述要求時，可考慮選擇其他行業(yè)降雨觀
測站作為代表性站點或輔助站點，但應依據上述要求，對資料的可用性進行論證。
3.1.7 站點選擇須滿足資料年限長度要求，根據《室外排水設計規(guī)范》（GB50014
－2006，2013版）的要求，暴雨強度公式編制采用的年最大值法基礎資料年限至
少需要30年以上；短歷時暴雨雨型資料年限宜為30年以上。宜通過降雨時間變化
特征分析，合理選擇資料年限，但需包括最近年份的降雨資料。
3.2 原始資料
3.2.1原始降雨資料宜采用逐分鐘自動記錄的基礎數據，主要包括以自記紙形式
記錄的逐分鐘降雨資料和現代自動氣象站自動記錄的逐分鐘降雨資料。
3.2.2應按照氣象數據審核規(guī)范，對原始資料進行數據質量檢查、審核。
3.2.3 應收集給出基礎資料涉及的各個觀測站的降雨觀測沿革。
3.2.4 歷史自記紙降雨記錄資料處理，可按照附錄B規(guī)定進行。
3.3 統計樣本選取
3.3.1按照《室外排水設計規(guī)范》（GB50014－2006，2013版）的要求，暴雨公式
編制的降雨歷時應采用 5min、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、
90 min、120 min、150 min、180 min共11個歷時。
3.3.2短歷時暴雨雨型確定的降雨歷時采用30 min、60 min、90 min、120 min、
150 min、180 min共6個歷時。
3.3.3統計樣本選取，應采用逐分鐘滑動統計法，選取各降雨歷時雨量逐年最大
值的降雨場次，記錄選定降雨場次過程開始時間及逐分鐘降雨量,作為各降雨歷5
時的有效降雨資料樣本。同一場次降雨過程中，同一種歷時降雨不可以交叉，不
受日、月界的限制（但不跨年）。
3.3.4選取降雨資料樣本中各降雨歷時雨量的逐年最大值，作為暴雨強度公式編
制的有效暴雨資料樣本。
3.3.5 選取降雨資料樣本中各降雨歷時雨量的逐年最大值的降雨場次，記錄選定
降雨場次過程開始時間及逐分鐘降雨量，作為芝加哥法雨型統計的有效暴雨資料
樣本。
4 頻率計算和分布曲線
4.1 頻率和重現期計算
4.1.1 樣本按照降序排列，樣本經驗頻率按以下公式計算：
𝑝 = m/(n + 1)
其中,p為經驗頻率，m為排序數，n為樣本容量，即樣本總數。
4.1.2 重現期與經驗頻率按照以下公式換算：
𝑃 = 1/𝑝
其中,P為重現期，p為經驗頻率（%）。
4.1.3年最大值法計算降雨重現期宜按2年、3年、5年、10年、20年、30年、50
年、100年等8個重現期計算。精度檢驗重點為重現期2-20年區(qū)間。
4.2 頻率分布曲線擬合
4.2.1 頻率分布曲線擬合應基于選取的統計樣本，采用經驗頻率曲線或理論頻率
曲線進行趨勢性擬合調整，一般選擇理論頻率曲線，如：皮爾遜-Ⅲ型、耿貝爾
型函數曲線等，詳見附錄C。各地宜根據本地降雨特點，選取部分代表站點進行
多種頻率分布函數的擬合試驗，從中選取擬合效果較好的理論頻率曲線函數類型。
4.2.2采用理論頻率曲線擬合頻率分布曲線時，應結合當地統計分析降雨頻率的
經驗，宜在控制擬合精度的同時，注意頻率曲線的總體協調。
4.2.3 根據編制暴雨強度公式重現期的范圍要求（2-100年區(qū)間），需對擬合確定6
的頻率分布曲線進行適線外延。
4.2.4 根據確定的頻率分布曲線，得出重現期(P)、降雨強度（i）和降雨歷時（t）
三者關系值，即P-i-t關系表。
5 暴雨強度公式
5.1 暴雨強度公式擬合
5.1.1 暴雨強度公式的表達形式為：
1
167 (1 lg )
( )n
A C P
q
t b
（1）
式中A1，b，n為待求的參數，q為暴雨強度， t為降雨歷時。
對式（1）兩端求對數，得到：
1
ln ln167 ln(1 lg ) ln( ) q A C P n t b
設 y q C P ln ln(1 lg )， 0 1 b A ln167 ， 1
b n ， x t b ln( ) ，則上式可寫為：
0 1 y b b x （2）
采用最小二乘法求出式（2）中的 0
b 、 1 b 。
由于式（1）中的 b 也是未知數，在此推薦采用“數值逼近法”來處理：先
給定一個b值，采用最小二乘法進行計算，得出相應的 A1、 n 以及q （擬合值），
同時求出公式的平均絕對均方差 ：
0
2
0 1 1
1 1 ( ( ) )
m m
ij ij
j i
q q
m m
（3）
式（3）中m為11個歷時，m0為8個重現期。
不斷調整 b 值，直至使其 值達到最小。選取使 最小的一組參數A1、b、
n，即為最佳擬合參數。
5.1.2 暴雨公式可以采用符合數理統計理論基礎的數學優(yōu)化方法求解參數，包
括求解非線性方程的方法或最優(yōu)化方法率定暴雨強度公式參數。常用求解非線性7
方程的方法有：牛頓迭代法、高斯-牛頓法、麥夸爾特法、優(yōu)選回歸分析法等。
常用最優(yōu)化方法有：加速遺傳算法、蟻群算法等。
5.1.3 各地在編制重現期2-100年范圍的暴雨強度公式時,應重點保證重現期
2-20年區(qū)間的擬合精度。
5.2 暴雨強度公式擬合精度檢驗
為確保計算結果的準確性，在合理取舍有效參數的同時，需對暴雨強度計算
結果進行精度檢驗，按《室外排水設計規(guī)范》（GB50014－2006（2013年版））的
要求，需計算抽樣誤差和暴雨公式均方差。宜按絕對均方差計算，也可以輔以相
對均方差計算。計算重現期在2年～20年時，在一般降雨強度的地方，平均絕對
均方差不宜大于0.05mm／min；在較大降雨強度的地方，平均相對均方差不宜大
于5％。
誤差統計表達式：
平均絕對均方根誤差： 2
1
1
( )
n
i i
m
i i
R R X
n t
（4）
平均相對均方根誤差： 2
1
1
( ) 100%
n
i i
m
i i
R R U
n R
（5）
式（4）、（5）中， R為理論降雨量， R 為P-i-t曲線確定的降雨量，t為降雨
歷時，n為樣本數。
6 短歷時暴雨雨型確定
6.1.1 可根據本地條件和需要，研究確定設計暴雨統計模型。暫推薦采用芝加哥
法確定短歷時暴雨雨型。
6.1.2芝加哥法雨型分析確定的技術流程詳見附錄D。
6.1.3將各降雨歷時的逐年最大降雨過程樣本，以5min為間隔進行分段，統計降
雨過程的雨峰位置系數。
𝑟𝑖 =
𝑡𝑖
𝑇𝑖
（6）
式（6）中，ri為雨峰位置系數，ti為降雨峰值時刻，Ti為降雨歷時。8
6.1.4 先將歷時相同的逐年最大降雨樣本的雨峰位置系數進行算術平均，再將各
歷時的雨峰位置系數按照各歷時的長度進行加權平均，求出綜合雨峰位置系數r。
6.1.5 根據綜合雨峰位置系數r，設計暴雨重現期（P）、設計降雨歷時（t），代
入根據暴雨強度公式導出的芝加哥法雨型公式，計算出雨峰前后瞬時降雨強度及
各個時段內的平均降雨強度，最終確定出對應一定重現期及降雨歷時的芝加哥法
雨型，詳見附錄D。
7 圖表繪制
7.1.1常用查算圖表包括：暴雨強度查算表、暴雨強度曲線圖、降雨量曲線圖、
短歷時暴雨過程降雨強度查算表、短歷時暴雨雨型圖。
7.1.2 可根據暴雨強度公式或單一重現期暴雨強度公式和重現期區(qū)間參數公式，
計算編制暴雨強度常用查算圖表、繪制暴雨強度曲線、降雨曲線圖。曲線圖格式
可參照附錄E常用圖表格式。
7.1.3 短歷時暴雨過程降雨強度查算表、短歷時暴雨雨型圖以暴雨強度公式為基
礎進行計算編制，雨型圖格式可參照：附錄E常用圖表格式。
7.1.4 單一重現期暴雨強度公式擬合
暴雨強度公式的表達形式為：
1
167 (1 lg )
( )n
A C P
q
t b
（7）
令A=167A1(1+ClgP)，則得到一個簡化的表達式（8），即為單一重現期公式：
( )n
A
q
t b
（8）
式（8）中 A 為雨力參數，即不同重現期下1min 的設計降雨量（mm）。
對式（8）兩邊取對數，并令： y q ln ， 0 b A ln ，b n 1 ， x t b ln( ) ，
則公式（8）可簡化為一個一元線性方程形式：
0 1 y b b x （9）
采用最小二乘法，可求出式（9）中的b0和b1，則可求出 A、n。
由于式（8）中的b也是未知數，在此，推薦采用“數值逼近法”來處理：先9
給定一個b值，采用最小二乘法進行計算，得出相應的 A 、n 值，同時求出其均
方根誤差σ ，不斷調整 b 值，直至使其σ 值達到最小時，從而得到最為合理的A 、
b 、n 值。同理，以此方法，可將11個降雨歷時的單一重現期暴雨強度公式逐個
推算出來。
7.1.5 若根據實際需求，要計算兩個單一重現期之間的暴雨強度，可引入重現期
區(qū)間參數公式： 1 2 y b b P C ln( ) 。式中y為A 、b 、n 參數中的任一個，P為重
現期，C為常數。
各地可根據實際情況，在滿足工程設計計算精度的前提下，可將2～100年重
現期劃分為若干區(qū)間。如：2～10年和10～100年。
將A、b 、n代入區(qū)間參數公式，得到：
1 2 ln( ) A A A P C A （10）
1 2 ln( ) b b b P C b （11）
1 2 ln( ) n n n P C n （12）
三式中，A、b、n和P是已知數，A1、A2、CA、b1、b2、Cb及n1、n2、Cn都是未知數。
根據求得的單一重現期P下的A、b、n值，利用二分搜索法和最小二乘法，可解得
未知數A1、A2、CA、b1、b2、Cb及n1、n2、Cn，從而得到2～10年和10～100年二個區(qū)間
的A、b、n值，即可得到任意區(qū)間單一重現期暴雨強度綜合公式。
7.1.6 為確保計算結果的準確性，在合理取舍有效數字的同時，需對單一重現期
暴雨強度計算結果進行精度檢驗，其絕對均方差應小于0.05mm/min。
絕對均方差： 2
1
1
( )
m
g j
i
i i
m
（mm/min） （13）
式（13）中ig為P-i-t關系表中給定值，ij為公式計算值，m為歷時的項數。
7.1.7 常用查算圖表宜包括：2 年、3 年、5 年、10 年、20 年、30年、50 年、
100 年等8個重現期。
7.1.8 暴雨強度公式是基于曲線擬合得到的 P-i-t 表，經最小二乘法和數理方
程求解獲得，與單一重現期暴雨強度公式相比精度略有差異。各地在編制暴雨強
度公式及圖表時，須統籌協調，并規(guī)定適用范圍和條件。10
8 適用性分析
8.1 時間分布特征分析
8.1.1 分析降雨的長年代變化特征，合理確定暴雨強度公式編制的降雨資料年限。
8.1.2 可通過繪制各歷時暴雨（納入了暴雨公式編制的樣本）出現日（次）數的
年際變化圖，分析各歷時暴雨的逐年或年代變化特征，以描述各歷時暴雨年際變
化特征。
8.1.3可以各年降雨數據入選各歷時有效暴雨資料樣本的占比作為評價指標，分
析城市暴雨的時間變化特征。
8.1.4可以各歷時降雨量的前10個最大值在各年代的分布特征，分析城市強暴雨
的時間變化特征。
8.1.5可以本地代表性站點，對采用不同年限降雨資料編制的暴雨強度公式結果
進行差異性分析，論證降雨資料年限選擇的合理性。
8.2 空間分布特征分析
8.2.1對于地形地貌差異較大或涵蓋范圍大的城市，宜補充利用本地加密觀測的
其它降雨資料，分析本地強降雨的區(qū)域分布特征，為編制的暴雨強度公式的適用
范圍提供依據。
8.2.2 可對比代表性站點與加密觀測站點降雨資料，繪制部分典型歷時的暴雨事
件發(fā)生次數、最大降雨量分布圖，以及代表性站點與加密觀測站點特征參數的比
值或差值等，分析暴雨的區(qū)域分布特征。
8.2.3 基礎資料條件許可的城市，可編制不同分區(qū)代表性站點的暴雨強度公式，
并通過其差異性分析，確定暴雨分區(qū)的合理性。
8.3 社會影響分析
8.3.1 依據空間分布特征分析結論，說明是否需要劃分暴雨分區(qū)、站點代表性以
及新編暴雨強度公式的適應地域范圍。
8.3.2 依據氣候變化、城市化發(fā)展和強暴雨時間分布特征，說明樣本年限確定的11
合理性和適用性，并提出當地暴雨強度公式修編年限。
8.3.3 將周邊城市已經批準實行的暴雨強度公式作為參考，評估當地新編暴雨強
度公式的區(qū)域適用性。
8.3.4 通過排水系統實例計算結果，論證新編暴雨強度公式對排水系統規(guī)劃建設
的安全性、經濟性影響。
8.3.5 新編暴雨強度公式與原采用的暴雨強度公式的對比分析，應注意代表性站
點選擇、樣本年限、以及年最大值法與年多個樣法等不同采樣方法產生的差異。
8.3.6 提出推薦編制成果（含公式、圖表），并說明其適應范圍和條件。
9 編制成果
9.1 編制成果
9.1.1 城市暴雨強度公式。
9.1.2 短歷時設計暴雨雨型。
9.1.3 常用圖表，其中包括：暴雨強度查算表、暴雨強度曲線圖、降雨量曲線圖、
短歷時暴雨過程降雨強度查算表、短歷時暴雨雨型圖。
9.1.4 附加說明，其中包括：資料說明、方法說明、適用性說明。
9.2 問題與建議
9.2.1 結合地區(qū)特點，對暴雨強度公式的下次修編時間提出建議，一般建議5~10
年對暴雨強度公式進行誤差復核或修編。
9.2.2 結合地區(qū)特點，對暴雨強度公式的實際應用提出建議。
9.2.3 說明其它需要說明的問題。12
附錄
附錄 A 暴雨強度公式編制技術流程
暴雨強度公式編制的主要內容包括資料處理、單一重現期暴雨強度公式擬合、
區(qū)間參數公式擬合、暴雨強度總公式擬合、常用查算圖表編制、精度檢驗、各強
度暴雨時間變化特征和暴雨強度空間分布特征分析等內容，具體流程如下：
附錄 B 自記紙降雨記錄資料處理
對以自記紙形式保存的歷史降雨自記記錄資料，推薦使用中國氣象局組織編
制的“降雨自記紙彩色掃描數字化處理系統”進行數字化處理。該系統通過計算
機掃描、圖像處理、數據處理，將氣象站降雨自記紙圖像進行數字化轉換，成為
逐分鐘降雨量，并需要經人工審核或修正后，錄入數據庫，具體處理過程如下：13
（1）降雨自記紙預處理
在自記紙掃描前，需將裝訂好的自記紙拆開，挑選出有降雨過程的自記紙，
并標注起止日期，使時間清晰地寫在可掃描區(qū)域內。
（2）圖像掃描
首先設置好掃描圖像的分辨率、圖像壓縮率等掃描參數，一般文件大小應控
制在150—350KB 之間，如過大可提高壓縮率、過小則減小壓縮率，以達到正常
跟蹤與處理速度、保存容量的較好結合，既保證得到的掃描圖像的清晰度，又有
較快的掃描速度。
（3）降雨自記跡線的跟蹤
降雨自記跡線的跟蹤主要有：調整合適的閾值，使程序能更好的自動跟蹤；
在強降雨時，采用強降雨跟蹤方法（在非強降雨時也可靈活使用該方法）；作異
常處理時，可采用二次處理法，首先由程序自動計算異常量，然后再將包含異常
時段在內的若干小時作異常處理，輸入這段時間的降雨量；無降雨時的處理方法
是從最早出現降雨的地方開始跟蹤，將尾部無降雨的跡線刪除；注意與狀態(tài)庫或
地面氣象觀測記錄月報表文件中的日降雨量及逐時降雨量進行比對。
（4）數據轉換與質量檢查
數據轉換包括：將跡線數據（ZJR 文件）轉換成分鐘強度數據，將分鐘強度
數據進行質量檢查后再轉換成標準分鐘強度數據，以及將標準分鐘強度數據轉換
成小時強度數據。在分鐘強度轉換前，可運行ZJJC 軟件對ZJR 文件進行質量檢
查，檢查項目包括時間連續(xù)性檢查和數據質量檢查。數據轉換程序也會進行轉換
前的必要檢查，如虹吸過程是否超過2 分鐘，虹吸量是否超范圍等。
（5）數據集制作
降雨自記紙數字化處理應得到3 個數據集：圖像數據集、降雨強度數據集和
跡線文件數據集。每個數據集應包括：數據實體文件、數據說明文件、備注說明
文件和元數據說明文件4 個部分，因此，每個數據集應按規(guī)范和格式要求制作說
明文檔、備注說明文件和元數據說明文檔。14
附錄 C 理論頻率曲線類型
1 皮爾遜Ⅲ型曲線
皮爾遜Ⅲ型曲線是一端有限的不對稱單峰、正偏曲線，其概率密度的數學表
達式為：
� � =
�
�
Γ �
(� − �0)
�−1�
−�(�−�0)
(�0 < � < ∞，� > 0，� > 0)（1）
式中：�、�、�0——表示皮爾遜Ⅲ型分布包含的參數；
Γ α ——α 的伽瑪函數，Γ α = �
�−1�
−���
∞
0 ；
三個原始參數α ，β ，b 經適當換算，可以用 3 個統計參數 x ，Cv，Cs 表示：
2
4
Cs
（2）
2
v s
xC C
（3）
2
1
v
s
C
b x
C
（4）
式中，Cv 為離差系數；Cs 為偏差系數； x 為均值。
這 3 個統計參數可以通過矩法進行初步確定。使用矩法計算 3 個統計參數公
式如下：
i
x 1/ n x （5）
1
( 1)
2
n
k
C
i
v
（6）
3
3
( 3)
( 1)
v
i
s
n C
k
C
（7）
將這些待定參數用統計參數表示代入 P-Ⅲ型曲線的方程式中，則方程式可15
以寫成：
( , , , )
v s
y f x C C x
P-Ⅲ型概率密度函數就確定了，給一個 x 值，可以計算一個 y 值，從而可以
繪出概率密度曲線見圖 1。
圖 1 P-Ⅲ型密度曲線
2 耿貝爾（Gumbel）分布曲線
耿貝爾曲線是根據極值定理導出的，頻率分布形態(tài)為偏態(tài)鈴形分布，降雨強
度與重現期在其頻率格紙中呈一直線。當有n年年最大值就有n個最大項x，組成
一個分布，因最大項是極值，因此其分布又稱為極值分布。Gumbel分布頻率曲線
實際上是P-Ⅲ曲線的一個特例其，Cs固定為1.140，所以只有均值、Cv兩個參數，
計算簡便，其概率密度的數學表達式為：
� � = ���𝑝(−�
−�
−�
)（1）
其中� = �(� − �)
式中：�為尺度參數，�為分布密度的眾數。16
附錄 D 短歷時暴雨雨型
芝加哥法雨型
①芝加哥法雨型技術流程
芝加哥法雨型與復合雨型相當，均為一定重現期下不同歷時最大雨強復合而
成，雨型的確定同樣基于特定重現期下的IDF關系曲線。芝加哥法雨型確定包括
綜合雨峰位置系數確定及芝加哥降雨過程線模型確定，具體流程如下：
②芝加哥降雨過程線模型
芝加哥法雨型以統計的暴雨強度公式為基礎設計典型降雨過程。通過引入雨
峰位置系數r來描述暴雨峰值發(fā)生的時刻，將降雨歷時時間序列分為峰前和峰后
兩個部分。
令峰前的瞬時強度為𝑖 𝑡�
，相應的歷時為tb，峰后的瞬時強度為 𝑡�
，相應
歷時為ta。取一定重現期下暴雨強度公式形式為：𝑖 =
𝐴
(𝑡+�)
𝑛，雨峰前后瞬時降雨
強度可由下式計算：
𝑖 𝑡�
=
𝐴
1−𝑛 𝑡�
𝑟
+�
𝑡�
𝑟
+�
𝑛+1 (1)17
𝑖 𝑡�
=
𝐴
1−𝑛 𝑡�
1−𝑟
+�
𝑡�
1−𝑟
+�
𝑛+1 (2)
式（1）、（2）中，A、b、n為一定重現期下暴雨強度公式中的參數，r為綜
合雨峰位置系數，是根據每場降雨不同歷時峰值時刻與整個歷時的比值而加權平
均確定的，r位于0～1之間。
在求出綜合雨峰位置系數r之后，可利用公式（1）、（2）計算芝加哥合成
暴雨過程線各時段（以5min計）的累積降雨量及各時段的平均降雨量，進而得到
每個時段內的平均降雨強度，最終確定出對應一定重現期及降雨歷時的芝加哥法
雨型。18
附錄 E 常用圖表格式樣張
暴雨強度查算表樣張
P=2a t（min） q= L/（s·hm2）
t q t q t q t q t q t q t q
1 512.212 27 198.256 53 136.587 79 107.856 105 90.696 131 79.089 157 70.622
2 474.126 28 194.522 54 135.114 80 107.041 106 90.169 132 78.715 158 70.341
3 442.462 29 190.960 55 133.680 81 106.242 107 89.649 133 78.346 159 70.062
4 415.645 30 187.558 56 132.285 82 105.457 108 89.137 134 77.981 160 69.787
5 392.585 31 184.306 57 130.925 83 104.687 109 88.632 135 77.620 161 69.514
6 372.503 32 181.192 58 129.600 84 103.931 110 88.135 136 77.264 162 69.244
7 354.827 33 178.207 59 128.309 85 103.189 111 87.644 137 76.911 163 68.977
8 339.126 34 175.344 60 127.049 86 102.459 112 87.160 138 76.563 164 68.712
9 325.068 35 172.594 61 125.820 87 101.743 113 86.683 139 76.219 165 68.449
10 312.393 36 169.950 62 124.621 88 101.039 114 86.212 140 75.878 166 68.190
11 300.897 37 167.406 63 123.450 89 100.347 115 85.748 141 75.541 167 67.932
12 290.412 38 164.956 64 122.307 90 99.668 116 85.290 142 75.208 168 67.677
13 280.802 39 162.595 65 121.190 91 98.999 117 84.838 143 74.879 169 67.425
14 271.957 40 160.317 66 120.098 92 98.342 118 84.392 144 74.553 170 67.175
15 263.783 41 158.118 67 119.031 93 97.696 119 83.952 145 74.231 171 66.927
16 256.202 42 155.994 68 117.988 94 97.060 120 83.518 146 73.913 172 66.681
17 249.148 43 153.940 69 116.967 95 96.435 121 83.090 147 73.597 173 66.438
18 242.565 44 151.953 70 115.968 96 95.820 122 82.667 148 73.286 174 66.197
19 236.404 45 150.030 71 114.991 97 95.214 123 82.249 149 72.977 175 65.958
20 230.623 46 148.167 72 114.034 98 94.619 124 81.836 150 72.672 176 65.722
21 225.186 47 146.361 73 113.097 99 94.032 125 81.429 151 72.370 177 65.487
22 220.061 48 144.610 74 112.179 100 93.455 126 81.027 152 72.071 178 65.255
23 215.221 49 142.911 75 111.279 101 92.886 127 80.630 153 71.775 179 65.024
24 210.641 50 141.261 76 110.398 102 92.326 128 80.238 154 71.482 180 64.796
25 206.299 51 139.659 77 109.534 103 91.775 129 79.850 155 71.193
26 202.177 52 138.101 78 108.687 104 91.231 130 79.467 156 70.90619
暴雨強度~歷時~重現期關系曲線圖20
不同歷時的暴雨強度頻率曲線（樣張）21
暴雨強度~歷時~重現期關系表（樣張）
T=180min t（min） i（mm/min）
歷時
(min)
重現期（P）
2a 3a 5a 10a 20a
5 0.154 0.173 0.196 0.228 0.260
10 0.162 0.182 0.207 0.240 0.274
15 0.171 0.192 0.218 0.254 0.289
20 0.182 0.204 0.232 0.269 0.307
25 0.194 0.218 0.247 0.288 0.328
30 0.209 0.234 0.266 0.309 0.353
35 0.226 0.254 0.289 0.336 0.383
40 0.249 0.279 0.317 0.368 0.420
45 0.277 0.311 0.353 0.411 0.468
50 0.315 0.353 0.402 0.467 0.533
55 0.370 0.415 0.471 0.548 0.625
60 0.455 0.510 0.579 0.674 0.768
65 0.609 0.683 0.776 0.903 1.029
70 0.991 1.111 1.263 1.469 1.674
75 2.257 2.531 2.877 3.346 3.814
80 1.394 1.563 1.777 2.066 2.356
85 0.848 0.951 1.081 1.257 1.434
90 0.626 0.702 0.797 0.927 1.057
95 0.504 0.565 0.642 0.747 0.851
100 0.426 0.478 0.543 0.632 0.720
105 0.372 0.418 0.475 0.552 0.629
110 0.332 0.373 0.424 0.493 0.562
115 0.302 0.338 0.384 0.447 0.510
120 0.277 0.311 0.353 0.411 0.468
125 0.257 0.288 0.327 0.381 0.434
130 0.240 0.269 0.306 0.356 0.406
135 0.226 0.253 0.288 0.335 0.381
140 0.213 0.239 0.272 0.316 0.360
145 0.202 0.227 0.258 0.300 0.342
150 0.193 0.216 0.246 0.286 0.326
155 0.184 0.207 0.235 0.273 0.312
160 0.177 0.198 0.225 0.262 0.299
165 0.170 0.191 0.217 0.252 0.287
170 0.164 0.184 0.209 0.243 0.277
175 0.158 0.177 0.202 0.234 0.267
180 0.153 0.172 0.195 0.227 0.258 22
芝加哥法雨型圖（樣張）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
t (min) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180
i (mm/min) 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.21 0.23 0.25 0.28 0.32 0.37 0.45 0.61 0.99 2.26 1.39 0.85 0.63 0.5 0.43 0.37 0.33 0.3 0.28 0.26 0.24 0.23 0.21 0.2 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15
P=2a
T=180min
降雨強度（mm/min）
降雨歷時（min）23
附錄 F 有效數字
參照《數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）的要求，
合理修約并保留有效數字。
一般地，降雨歷時以分鐘（min）計，取整數；降雨量以（mm）計，保留2位
小數；降雨強度，如5分鐘降雨強度以（mm/5 min）計，保留2位小數；暴雨重現
期以年（a）計，取整數。經驗參數A1保留3位小數；經驗參數c保留3位小數；經
驗參數b保留1位小數；經驗參數n保留3位小數。24
編制說明
1 總則
1.1 編制的必要性和目的
城市暴雨強度公式編制是城市室外排水工程規(guī)劃設計的重要基礎性工作。我
國已經進入高速城市化時期，特大城市和城市群的出現，城市“熱島效應”凸現。
城市降雨特征會發(fā)生局地性變化。已有數據表明，部分城市每隔10年左右出現超
過歷史記錄的特大暴雨。依據水文氣象頻率分析的理論，基于已有的降雨記錄數
據，采用數理統計的方法得到的城市暴雨量、暴雨強度、降雨歷時、時間空間的
分布等，是科學表達城市降雨規(guī)律的一種方法。暴雨強度公式編制工作者需要認
識到這種方法的科學性和局限性，以指導具體工作。
城市財富的聚集和市民生活水平的提高、城市地下空間的開發(fā)利用等因素使
得城市對災害的承受能力趨弱，降雨特征的趨勢性變化對城市的防災減災提出挑
戰(zhàn)。新建、擴建城市室外排水設施的規(guī)劃建設以及已建城市排水設施歷史欠賬問
題的解決，都需要對城市降雨規(guī)律進行科學表達和定量分析。因此，開展城市暴
雨強度公式的編制及修編是非常必要的。
為了適用國家需求和地方需求，指導城市暴雨強度公式的編制及修編，特編
制本技術導則。本導則經廣泛征求意見并試行后可進一步完善。
總則部分對技術導則編制的目的意義、總體原則和要求、編制依據、批準頒
布作了規(guī)定。
1.2條款涉及的國家頒布的有關標準如下（但不限于）
（1）《室外排水設計規(guī)范》（GB50014－2006，2013年版）
（2）《地面氣象觀測規(guī)范》（QX/T 52-2007）
（3）《地面氣候資料30 年整編常規(guī)項目及其統計方法》（QX/T 22-2004）
（4）《地面氣象觀測資料質量控制》（QX/T 118-2010）
（5）《數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）
（6）《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（SL44-93）
（7）《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50318-2000）25
（8）《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB 50015-2003）
（9）《公路排水設計規(guī)范》（JTJ 018-97）
1.3 條款涉及暴雨強度公式編制需要遵循的原則
（1）資料準確可靠
降雨資料是暴雨強度公式推算的基礎，暴雨強度公式及查算圖表編制應以國
家氣象站自記降雨資料為依據，并結合周邊地區(qū)區(qū)域自動氣象站降雨資料，對所
采用的降雨資料進行完整性、合理性和一致性檢驗，確保所用資料真實可靠。
新建城市以及國家氣象站自記降雨資料已設站點不滿足資料年限要求的地
區(qū)，可考慮選擇其他自動記錄站（如：水文站）作為代表性站點，但應依據國家
有關標準規(guī)范進行科學論證。
（2）推算方法科學合理
暴雨強度公式及計算圖表的編制應在國家相關規(guī)范推薦的方法基礎上進行
推算，推算方法及過程科學合理。
（3）編制成果規(guī)范表達
暴雨強度公式的格式、采樣方法、計算結果的精度需達到國家標準《室外排
水設計規(guī)范》（GB50014－2006，2013版）規(guī)定的要求。
2 術語和符號
本部分規(guī)定了主要的術語、符號、量綱單位。
3 降雨資料和統計樣本
3.1 站點選擇
基于資料準確可靠的原則，本部分重點強調了站點選擇、原始資料要求、統
計樣本確立三方面的問題。
可選擇的站點種類包括：國家氣象站地方基站、地方自動氣象站、地方水文
站、其它類型雨量站。國家氣象站依據國家相關規(guī)范標準設置，代表城市降雨特
點，可作為推薦代表性站點。地方自動氣象站、地方水文站、其它類型雨量站等26
作為補充代表性站點時，應依據國家有關標準規(guī)范對站點選擇和數據樣本進行科
學論證，其中包括：可靠性分析、一致性分析、趨勢性分析、周期性分析、相關
性分析、代表性分析。國家氣象站地方基站周邊環(huán)境以及其它影響條件發(fā)生顯著
性變化時，亦需要作相同論證。
降雨時空特征分析，是確定代表性站點資料數據年限、代表地域范圍的關鍵
工作，在技術導則的第6部分適應性分析中作了明確的要求。但實際情況復雜，
各地專業(yè)歸口管理部門應組織論證，統籌把握。
原始數據質量的影響因素很多，如：站點位置、周邊地形地貌、站址是否遷
移、觀測儀器設備型號及變更、資料系列年限、資料缺測或中斷、資料整編中的
人為因素等，暴雨強度公式編制人員應深入了解實際情況并科學評估，結合實際
情況合理應對。
3.2 原始資料
一般地，降雨原始記錄包括兩種：自記紙降雨記錄資料、自動記錄站的降雨
資料逐分鐘數據。
自記紙降雨記錄資料具有直觀的特點，但紙質記錄資料量大，進行整理獲得
統計樣本的工作量很大。為提高資料整理工作效率，各地有自行開發(fā)“掃描-識
別”數字化系統者，為規(guī)范此階段工作，推薦使用中國氣象局組織開發(fā)的“降水
自記紙彩色掃描數字化處理系統”進行紙質記錄資料的數字化，對間斷記錄的處
理時，應注意滿足短歷時降雨特征。詳細見附錄B。
自動記錄站的降雨資料逐分鐘數據是直接入計算機數據庫的，由于沒有自記
紙降雨記錄資料直觀性識別的特點，大量數據的審核難度相當大。數據審核需要
有經驗的專業(yè)數據審核分析人員承擔。
由自記紙降雨記錄和自動記錄混合的站點，應進行兩類數據的一致性分析。
3.3 統計樣本選取
在原始資料的準備和審核基礎上，建立統計樣本是暴雨強度公式編制的關鍵
步驟。
隨機事件序列的頻率分析理論和方法是建立在隨機、獨立樣本的基礎上，因
此統計樣本建立須滿足隨機性、獨立性、代表性原則。樣本的隨機性、獨立性、
代表性受站點選擇、原始數據處理、樣本采樣等過程影響。27
樣本建立涉及以下特殊和關鍵問題的處理方法：
1）數據篩選
一般地，1440分鐘（24小時）降雨量≤10.0mm的降雨過程不納入統計樣本遴
選范圍。
選取樣本時，偶遇特大值時，需要進行專門分析確認。一般地，特大值是指
比相應的歷史資料序列的平均值（計入特大值后的均值）大2倍以上的稀遇暴雨
值，例如，在50年記錄資料中出現500年一遇的暴雨，該特大值數據與其它數據
相比存在明顯偏離。合理取舍特大值有利于理論頻率曲線擬合的精度控制。
2）降雨歷時
降雨歷時選定主要考慮統計數據密度和實際工程規(guī)劃設計需要。暴雨強度公
式實際應用時，降雨歷時應與雨水徑流時間一致。導則中給出了11個降雨歷時，
單個排水系統泄水范圍面積過大將導致排水系統建設的經濟性不合理、水力學特
征難于保證良好，并影響管道排水效果。從理論上講，暴雨強度公式屬于“短歷
時暴雨強度公式”。
實際工程中，如雨水口、屋面、廣場、地道及下立交等雨水量的計算，雨水
匯流時間常小雨5分鐘，由于降雨歷時越短降雨強度越大，經過理論頻率擬合的
暴雨強度公式可以外延計算，但計算結果偏小，導致設計偏不安全。各地應注意
超短歷時（小于5分鐘）降雨強度的計算問題，合理設置安全系數。條件具備的
可以基于降雨資料分析當地超短歷時的雨強計算。
陸域防澇系統校核時，防澇分區(qū)大的地方，有時需要長歷時雨強數據，各地
應根據需要另行統計。
3）滑動統計法
滑動統計法的目的是搜尋對應降雨歷時的年度最大值雨量。選定降雨歷時，
設定滑動步長（如：1min），不受日、月界的限制（不跨年界），滑動搜尋該降雨
歷時內的最大值雨量。同一場次降雨過程中同一種歷時降雨不可交叉。
4）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
量法和年多個樣法。
我國在20世紀80年代以前，排水系統設計重現期較低，如：0.25年、0.33年、28
0.5年。部分城市降雨資料觀測年限較少。城市暴雨強度公式采用年多個樣法的
較多。盡管年多個樣法可涵蓋低重現期，但采用年最大值法更適合以年為重現期
的周期性水文氣象規(guī)律的表達，還可使統計樣本的隨機性、獨立性較好。另外，
我國城市排水系統的設計重現期已趨于提高到2年以上。發(fā)達國家均推薦年最大
值法。本導則推薦采用年最大值法編制暴雨強度公式。
即使利用同一站點同一質控水平的降雨記錄原始資料，并采用同樣的頻率計
算和理論頻率適線擬合，同樣的誤差控制，采用年最大值法和年多個樣法編制的
暴雨強度公式所得到的重現期與降雨強度的對應關系也有不同程度的差異。鑒于
目前國內大多城市的現行暴雨強度公式多采用年多個樣法編制，本導則推薦年最
大值法，有必要進行兩種采樣方法編制的暴雨強度公式的對應關系分析，以合理
評價已建排水系統。
5）樣本年限
樣本年限的確定應綜合考慮降雨規(guī)律的代表性、統計誤差控制、采樣方法等
因素。本導則明確提出年最大值法和年多個樣法的最小資料年限，并建議對降雨
資料進行時間分布特征分析，以確定樣本年限。
6） 短歷時暴雨雨型確定，需要統計代表性降雨過程，統計給定降雨歷時的
雨量分布和雨峰位置，對降雨資料的需求與暴雨公式樣本不同，本導則對此作了
技術規(guī)定。
4 頻率計算和分布曲線
經驗頻率計算是數理統計理論的基本數學方法，經驗頻率與重現期具有倒數
關系。重現期可兼顧統計學和以年為周期的特征表達，物理意義較清晰。
特大城市應有效應對50年一遇的災害性降雨，對高重現期降雨的科學表達提
出要求，暴雨強度公式編制時應予以兼顧。
理論分布曲線擬合的作用之一是將分散的數據擬合出內在趨勢，為暴雨強度
公式的外延計算創(chuàng)造條件。理論頻率曲線包括：皮爾遜-Ⅲ型和耿貝爾型分布函
數曲線。在缺少經驗時，可進行多種頻率分布函數的擬合試驗，從中選取擬合效
果較好的理論頻率曲線函數類型。，當擬合精度差異不大時推薦采用皮爾遜-Ⅲ型29
分布函數。從理論上講，耿貝爾型分布是皮爾遜-Ⅲ型分布的特例。皮爾遜-Ⅲ型
分布的總體參數Cv、Cs具有較清晰的物理意義。
適線過程可以人工適線、也可通過最優(yōu)計算適線。推薦采用人工適線和最優(yōu)
計算適線相結合。
適線過程對最終暴雨強度公式影響很大，適線過程注意以下幾點：
（1） 同一站點不同歷時的頻率曲線不能相交；
（2） 不同歷時、不同頻率的降雨強度計算均值，與地區(qū)水文參數對照不能
出現明顯不合理；
（3） 不同頻率的曲線應總體協調；
（4） 妥善處理分散的極大值、極小值數據；
（5） 擬合曲線能較好地代表分散數據的趨勢分布。
根據擬合確定的頻率分布曲線，得出重現期(P)、降雨強度（i）和降雨歷時
（t）三者關系值，即P- i- t關系表。
5 暴雨強度公式
5.1 暴雨強度公式擬合
暴雨強度公式的擬合過程是：采用適線后得到的P-i-t關系表中數據，建立聯
立數理方程組，采用優(yōu)化算法求解暴雨強度公式參數，進行誤差檢驗。
暴雨強度公式數據整理、審核、理論頻率曲線擬合、參數確定過程，應參照
《數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）的要求，合理修
約并取舍有效數字。
采用優(yōu)化方法，如蟻群算法率定參數暴雨強度公式時，可建立A1與均方根誤
差最小值的關系曲線，輔助確定A1、C、b、n的取值區(qū)間，在取值區(qū)間內按A1、
C、b、n循環(huán)順序并由小到大取值循環(huán)搜索，避免最優(yōu)解遺漏，便于求解收斂。
5.2 暴雨強度公式擬合精度檢驗
精度控制和誤差檢驗是數理統計的經典方法，確定保證率、查算偏差分布、
控制允許絕對偏差和相對偏差。不得為保證統計精度而導致理論頻率曲線擬合過
程出現明顯的不合理。按照規(guī)定的樣本個數和原始數據質量，推薦重現期2~2030
年的平均絕對均方根誤差不超過0.05mm／min、平均相對均方根誤差不大于5％
是可行的。
涵蓋低重現期和高重現期、低降雨歷時和長降雨歷時的總公式，精度控制較
困難。
6 短歷時暴雨雨型
短歷時暴雨雨型在排水管道系統計算機模型建立時是必須的。研究雨水調蓄
系統時，最好用雨型進行設計校核。
短歷時暴雨雨型主要用于確定設計暴雨的時間變化過程，設計暴雨量按暴雨
強度公式進行計算。
短歷時暴雨雨型可采用芝加哥法雨型�？蓮娜矫胬斫舛虤v時暴雨雨型的特
征：雨峰類型、雨峰位置、雨量分布。
芝加哥法雨型從暴雨強度公式導出，是在暴雨強度公式的基礎上，統計綜合
雨峰位置系數確定，工程應用方便。
短歷時暴雨雨型研究工作國內開展較少，本導則提出的方法供參考，并經試
行后完善。
7 圖表繪制
查算圖表在計算機尚不普及的時候應用較普遍。目前工程師多采用暴雨強度
公式計算。但圖表很直觀，供管理人員參考仍然很適用。建議依據單一重現期暴
雨強度公式繪制，注意圖表格式和坐標選定。
單一重現期暴雨強度公式因其忽略不同重現期之間的影響，擬合結果比暴雨
強度公式更精確。但實際工作中采用單一重現期暴雨強度公式比較繁瑣，各地多
采用統一的暴雨強度公式。但單一重現期暴雨強度公式可有利于確定同時涵蓋短
歷時、長歷時的單一重現期暴雨強度公式，用于繪制暴雨強度曲線圖、降雨量曲
線圖，圖表具有直觀的優(yōu)點。
單一重現期暴雨強度公式擬合應基于適線的基礎上，并注意與暴雨強度總公31
式的協調。
推薦的分段確定區(qū)間參數的方法是為了依據已經擬合好的單一重現期暴雨
強度公式，確定兩個重現期之間其它重現期的對應單一重現期暴雨強度公式。分
區(qū)間的目的是提高擬合精度。
8 適用性分析
適應性分析的目的是論證資料年限選取、公式適應地域范圍、以及新編制的
暴雨強度公式在安全、經濟方面的影響。其中時間、空間分布特征分析工作在站
點選擇、資料年限選取時就應同步進行。社會影響分析是對新編制的暴雨強度公
式的適應性評估。
時間空間適應性分析給出了兩個工作思路，其一是分析特征參數并進行評估
判斷，其二是編制不同年限的暴雨強度公式，然后比較其差異性。后者工作量很
大，建議根據實際情況合理開展工作。
社會影響分析主要是指對安全、經濟的影響，可結合實際案例比較分析。
9 編制成果
提出符合《室外排水設計規(guī)范》（GB50014－2006，2013版）規(guī)定的公式格式
要求的地區(qū)暴雨強度公式，并對基礎數據來源、參數、符號、單位予以說明。
短歷時暴雨雨型橫坐標為降雨歷時（min），縱坐標為降雨強度（mm/min），
注明編制年份、重現期、降雨歷時。
暴雨過程降雨強度查算表按照降雨歷時分頁，列表對應時間分段、重現期和
降雨強度，注明編制年份、重現期、降雨歷時。
暴雨強度查算表按照重現期分頁，列表對應降雨歷時和降雨強度，為統一并
便于管道設計，降雨強度單位換算成公頃面雨量，即：L/（S•hm2）。注明編制
年份、重現期。
暴雨強度曲線圖是以降雨歷時（min）為橫坐標的對數曲線，縱坐標為降雨
量（L/（S•hm2）），按照重現期繪制，注明編制年份、重現期。32
降雨量曲線圖是以重現期（a）為橫坐標的對數曲線，縱坐標為降雨量（mm），
按照降雨歷時（min）繪制，注明編制年份、降雨歷時。
對編制年限、采用資料、編制方法、適應條件附加說明。
對暴雨強度公式修編年限提出建議，對暴雨強度公式的實際應用（如：設計
重現期選擇）提出建議。給出必要說明的其它問題。
