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雨水工程论文赏析八篇

时间:2022-04-27 22:29:03

雨水工程论文

雨水工程论文第1篇

【关键词】现代城市;市政道路;排水设计;路面排水;结构内排水

路面水害是使城市道路破坏的最主要病害之一。沥青混凝土路面由于排水不畅,会产生沉陷、开裂、松散及坑槽等,随着水分自裂缝不断浸入路面面层,沥青黏附性减小,并阻断沥青和集料的相互黏结,进一步破坏结构的整体性;水泥混凝土路面在水分的作用下,会在接缝处形成唧泥,造成基层湿软,强度下降;混凝土板在行车荷载的作用下产生不均匀沉陷,造成断板、错台、开裂等,最终导致路面早期破坏。

因此,合理有效地安排排水设施,可以保证路面结构处在一种干燥的状态,使路面具有足够的强度和稳定性,延长道路使用寿命。

1、道路积水成因分析

通过对城市道路排水系统的调查与分析发现,道路雨水排水系统根据降雨量等基础资料经水文水利计算所得出的排水管管径,理论上均能满足本地区道路排水流量的要求,由于各方面的原因,路面上仍然存在积滞水,那么造成道路积水的主要原因是什么呢?

通过水文水力计算分析可知:

(1) 当雨水口的泄水能力大于雨水口所需排泄的设计径流量时,则路面不会产生积水,或者说路面积水的可能性不大。

(2) 当雨水口的泄水能力小于雨水口所需排泄的设计径流量,雨水口不能及时地将雨水排入主管道。

设计中通常采用第一种情况的设计,但造成超越流量的原因很多,也比较复杂,仍然存在排水不利的问题。雨水口的汇水量与泄水量的差,就是雨水口的超越流量,多余水分越过雨水口流至下游,造成下游雨水口的积水增加,这样反复进行将导致路面积水。

影响雨水口超越流量的主要因素是降雨量和路面的纵、横坡坡度,其中,对于相同的降雨量,道路纵坡对路面排水产生较大的影响。

(1) 当道路纵坡小于 0.3%时,路面雨水流速缓慢,路面雨水迟滞现象较为严重,雨水不能顺利地流向低处,此时,雨水主要依靠路面每一个雨水口进行排放,每一个雨水口承担路面汇水面积内的雨水流量,一般不会形成超越流量,但整个路面上有一层水膜,会对行车产生不利。

(2) 当道路纵坡介于 0.3%~2%之间时,路面雨水顺纵坡流向下游,在路面横坡不大的情况下,实际水面宽度大于雨水口宽度,一部分雨水被雨水口截流,另一部分雨水顺流而下,在下游低洼处汇集,形成超越水量,在这种情况下,雨水口就需要采用更有效的截流形式,并在路面低洼处进行特殊设计,以便及时排放路面雨水。

(3) 在路面纵坡大于 2%的较大坡道上,路面雨水水流将处于急流状态,部分水流会跃过雨水口而形成跳越,使道路坡道上的雨水口进水能力大大降低,超越水量将会加大,此时,路面低洼地段在暴雨期间将会出现较大的汇水量,若在该低洼地段,路面没有足够的雨水排泄能力,将会出现积水现象。

综合分析可知:上述积滞水的问题主要由于目前普遍采用“点排水”雨水口收水方式收水不力所造成的。

理论上讲,泄水口能够充分地将雨水汇流至主排水管道,但实际上并不是这样,对于目前所采用的雨水口篦子,其几何尺寸多是 380mm×680mm 或 380mm×400mm,无论是单篦,双篦或三篦在收水过程中都有 2/3 篦孔存在闲置浪费现象,起不到收水的作用,即便是积水深度达到 10cm 时,有效的收水篦孔也仅为 1/3,由此可见,对现有的雨水篦子而言,存在着很大的浪费,且不能有效的排泄路面水。为有效排泄路面流水,避免路面产生积滞水,有必要对雨水口设计进行进一步的研究改善。

2、线性排水

2.1 线性排水介绍

线性排水,就是一种呈线型、带状的位于道路边缘的排水系统。线形排水区别于传统的点型排水系统,它包括一个 U 形槽体,成型槽体内有一个排水通道,排水通道沿水平方向纵向贯通 U 形槽体。

2.2 线性排水的功能性分析

通过上述分析可知,“点排水”方式容易对路面产生积滞水,存在排水不力及材料浪费的现象。

对于此类问题,线形排水就能够有效地水” 方式所存在问题。而其独特的结构决定了它相对于点排水的诸多优势。

(1) 线性排水最大的特点就是把大量雨水的汇流点由地面改到 U 型槽体内,缩短了雨水在路面上的流动时间,避免了雨水在路面的短时间积滞。

(2) 占地少、挖深浅、减少了各种管线交叉施工时高程相撞的几率,降低了施工费用,工序简单,同时也简化了道路设计时的纵横坡设置。

(3) 雨水泄水能力在相同泄漏面积下提高了 200%~300%。

(4) 便于后期养护维修。由于线性排水 U 型槽埋深较浅,给清掏工作带来了方便,大大减轻了后期养护作业的劳动强度。

(5) 线性排水的几何尺寸与路平石的衔接可做到完全匹配,彻底消除了锯齿马路的现象。

线性排水不仅在排水体系及后期养护上占有一定的优势,而且在与雨水收集利用体系相结合时也将发挥不可替代的独特优势。通过透气透水砖用于步道收集降水,将收集的降水再通过集水管导入 U 型槽形成过滤混水,再溢留到雨水收集池。对于一个严重缺水的城市而言,采用线性排水 U 型槽收集雨水,无论从经济的角度还是从实际的效果和效益来讲,都是完全可行的。

在炎热的夏季,阳光下的混凝土路面温度可达50~60℃左右,降雨时,雨水在地面径流过程中吸收大量热能,直接流入绿地,导致花落草亡。而线性排水 U形槽可以起到混水器的作用,降低了雨水温度,保证了城市绿化的安全。

2.3 线性排水的造价分析

一种新型的排水形式,不能仅仅在功能上有所改善,在造价方面也应有一定的可比性。以下是单篦雨水口、双篦雨水口、三联篦雨水口与线性排水 U 形槽-150型折算成线性排水的工程造价比。

3、结论

通过上述分析,不难看出线性排水能够很好地解决传统的点排水方式所产生的不良问题,它把雨水的汇流点由地面改到 U 型槽体内,缩短了汇流时间,又提高了利用率,而在造价方面又体现出明显的性价比优势。市政道路排水受场地、交通等诸多因素的限制,如何利用有限的空间设计出更高效的排水系统将是今后道路设计者进一步研究的重点。

参考文献:

[1]叶永友《.城市立交道路排水方案的选择》[J].西部探矿工程,2002,(增刊)

[2]王建伟《.下穿式立交桥雨水系统设计》[J].中国给水排水,2002,18(1):65-66.

[3]《中国农村水利水电》- 2006 年 1期- 42- 43 页

[4] JTJ018-97,公路排水设计规范[S].

[5]梁林华.市政基础建设应采用线性排水收集法[J].建设科技,2006(17).

[6]李春,王宝玉,许奇,曾海涛.市政道路工程与排水工程相互影响的设计及其体会 [J].工程建设与设工程建设与设计,2006(06):105-107.

雨水工程论文第2篇

关键词:南水北调工程 交叉建筑物 洪水 防洪风险

南水北调中线工程是由丹江口水库引水枢纽、输水总干渠和沿途省市供水区组成的大型调水工程,跨江、淮、黄、海四大流域到达天津、北京,线路全长1264km。南水北调中线工程是以解决京津及华北地区用水,缓解水资源紧缺为主要目标[1]。

南水北调中线总干渠沿线河流水系发达,与大小近千条河流交叉。其左侧的太行山区和伏牛山区曾发生过“63.8”和“75.8”两场国内最著名的特大暴雨,因此,中线总干渠如遭遇超标准的特大洪水而使其中任一座交叉建筑物发生失事时,则整个工程就可能受到影响,以致被迫中断运行,并且中线总干渠的走向几乎与所有交叉河流成正交或斜交之势而易受到洪水的冲击。可见,该工程存在许多不确定性和风险因素,特别是引水工程交叉建筑物的综合防洪风险问题,传统的水文计算方法很难解决,简单的概率叠加结果也使许多人怀疑该引水工程的可行性。对该问题一直争论不休,至今尚未达成统一的共识。在南水北调工程即将实施之际,对该问题的认识及评估,已成为工程迫切需要解决的问题之一。

1 防洪风险估算模型的建立

在南水北调工程中线总干渠上,若有n个交叉建筑物,其设计标准分别为P1、P2、…、Pn,在暴雨和洪水同频率的基础上,相应的设计洪水或设计暴雨分别为F1、F2、…、Fn,则整个南水北调中线总干渠因交叉建筑物因超标准洪水出现而中断运行的风 险为

R=P{(F1>FP1)∪(F2>FP2)∪……∪(Fn>FPn)}

(1)

可见,为了推求上述组合事件的概率,需要各交叉建筑物设计洪水或设计暴雨的n维联合概率密度分布函数f(F1,F2,…,Fn),以及f(F1,F2),f(F1,F3),…,f(F1,Fn),f(F2,F3),f(F2,F4),…,f(F2,Fn),…,等大量2至n-1维的联合概率密度分布函数。由数理统计学可知,在各变量的概率密度分布函数f(F1),f(F2),…,f(Fn)均属正态分布或对数正态分布时,其联合概率密度分布函数f(F1,F2,…,Fn)等才可能会有函数表达式。而实际上,水文变量大都是偏态分布,特别是暴雨和洪水。这样当n较大时,在实际水文资料条件下是不可能推求出这些联合概率密度分布函数的。

针对上述情况,20世纪80年代初期开始,人们为了解决多项因素共同作用下的风险计算问题,不得不通过模拟技术求解数值解。由于受到计算能力的限制,最初在保证计算精度的前提下,如何减少计算机时就成为重点考虑的问题。因此,Bourgund U和C G Bucher曾提出重点抽样法ISPUD(importance sampling procedure using design)的模拟技术[2]。而其应用理论主要包括联合概率法、变量构造法和多元极值理论等,其中变量构造法在分析问题前,需要先确定所研究变量的函数表达式,如Jonathan AT曾把区域降雨量表达为其中m、ν是有关参数,xj代表各雨量站的降雨量[3]。多元极值理论的依据是极值点过程理论,其边际分布一般为标准Gumbel分布。实际降雨过程的复杂性,及水文变量非标准Gumbel分布,使变量构造法和多元极值理论的应用,在水文风险计算上受到了很大的限制。为此,朱元NFDA9等人曾探讨过二维复合事件的风险计算模型,并用于分析南水北调中线工程的防洪风险问题[4]。冯平等人也曾研究过暴雨洪水共同作用下的多变量防洪计算问题[5]。

但对于二维情况,依据联合概率理论有

p(F1∪F2)=P(F1)+P(F2)-P(F1∩F2)

(2)

其中

(3)

(4)

(5)

式中f(x)和f(y)分别为两个交叉建筑物设计洪水或设计暴雨的概率密度分布函数,按我国的防洪规范二者均采用PearsionⅢ型分布[6],即

(6)

(7)

而f(y/x)是暴雨或洪水的条件概率密度分布函数,它是由两部分决定的:(1)在暴雨或洪水x 条件下,暴雨或洪水y的条件期望值E(y/x),它决定了这两个暴雨或洪水之间的关系;(2)在给定暴雨或洪水x下,暴雨或洪水y在E(y/x)附近的离散分布情况,它是因下垫面情况、暴雨时空分布等诸多不同因素综合作用的结果,因此由中心极限定理可假定其近似符合正态分布,即

(8)

如果有足够的暴雨或洪水资料,(1)部分可以通过建立这两个暴雨或洪水的相关关系来确定;(2)部分是给定某一暴雨或洪水x下,暴雨或洪水y的条件方差值σy/x,也可以通过实测暴雨或洪水资料估算。

若暴雨或洪水资源有限,或上述正态分布的假定难以保证,可以通过幂变换法等方法把x和y 正态化处理,并且对正态化后资料系列可采用偏峰检验法进行正态化检验[7]。将x和y转换为正态系列x1和y1后,则有

(9)

(10)

式(9)和式(10)中:Ex1和Ey1分别是2个交叉河流的暴雨或洪水正态化系列的均值;σx1和σy1分别是其均方差;r1是其相关系数。因此

(11)

两个交叉建筑物因水毁而中断运行的组合风险计算问题,就是求解式(1)~式(5)给出的二维复合随机模型,其中式(3)和式(4)可以通过传统的PearsionⅢ型分布曲线,即通过这2个交叉建筑物的设计防洪标准给出。而式(5)可以采用数值积分方法或Monte Carlo等方法计算。如果采用数值积分方法,式(5)可由下式近似给出:

(12)

式中:m和n分别是概率密度分布函数f(x1)和f(y1/x1)在(x1p,∞)和(y1p,∞)区域的离散区间数。

雨水工程论文第3篇

[关键词]农村;饮水问题;安全;蓄水池;设计

中图分类号:G5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)25-0388-01

水乃生命之源,发展农村饮水、保证农村饮水安全是改善农民生活环境、提高农民生活质量、搞好农村卫生环境的主要手段,是促进农村经济发展、解放农村劳动力的基本需求,是维护人民群众切身利益、构建和谐社会的必然要求,也是实现经济全面发展的重要内容。基于此,做好农村饮水安全工作不容忽视,它是国家关注民生、解除民忧、为民谋利的具体体现。

一、我国农村饮水安全问题现状

水是人类赖以生存和发展的基础,可以说没有水也就没有人类的存在。因此,对水资源的开发和利用深受世界人类的关注,是当前环境污染工作中最为关心的研究课题。我国作为农业大国,农村饮水工程建设步伐不断加快,但由于我国农村经济水平的限制,仍然有不少农村地区的饮水问题没有得到有效的解决。面对这种问题,我们有必要对农村饮水安全问题进行分析,而蓄水池作为解决饮水问题的最佳方法而逐渐被人们重视,且在不少地区都已经广泛应用。

1、我国农村饮水安全现状

我国是一个农业大国,受到自然、经济、社会、环境等条件的限制,使得大多农村饮水安全问题仍然存在,且一直没有得到有效根治。根据有关数据统计了解,我国近8亿农村人口中有超过3亿以上的人群还处于饮水安全得不到保证的状态。由此可见,我国农村饮水安全问题不容乐观,究其原因一方面是因为大量农村饮水工程长期处于落后、简陋、低标准状态,虽然国家不断加大农村饮水工程建设,但是建设力度一直赶不上工程老化周期,使得国内众多地区长期处于低水平状态。另外,各种水质污染非常严重,水质中含有的氟、硫、砷等元素超标,严重危害着农村居民饮水安全问题。

2、农村饮水安全工程蓄水池施工意义

针对上述种种问题,虽然我国政府对三农问题的不断重视,农村饮水问题也正在积极解决之中,以保证农村居民饮水安全为目标的饮水工程施工力度不断加大。尤其在一些新农村建设中,为了实现农民就地用水的安全,不少地区都开展了农村小型水利施工建设和水井开挖施工,有效的缓解了过去农民用水压力。在具体的工作中,蓄水池施工技术的应用是通过蓄水截流的方式将降雨合理收集起来,从而解决农村饮水问题的一种方法。但是在蓄水池实际设计和施工中,我们必须要对蓄水池的接流量、容量进行综合考虑,以实际测量数据为标准开展蓄水池施工,在满足当地居民用水要求的同时确保施工进度和效益。同时在具体建设中还需要综合考虑当地气候环境问题,根据不同的环境和气候设置出科学的蓄水池施工标准和计划。

二、农村饮水安全工程蓄水池设计要点

随着社会发展和人民生活水平的提高,人民对饮水安全要求越来越高,尤其是我国广大农村地区的人民,对饮水安全的渴望更加强烈,可以说开发农村安全饮水工程已成为推动社会积极发展的关键,是解决三农问题的主要手段。因此在具体工作中,我们必须要高度重视农村蓄水池的设计工作要点,从多个不同角度将各种需要注意的问题加以指出,从而保证工程开展进度与效益。

1、蓄水水窖的容量计算

1.1、蓄水量与年降雨量的关系

窖(池)蓄水量主要指人畜饮用水量,以年降雨量作为集雨水窖一年的水量来源,窖(池)蓄水量可表示为:

Vn=10-3・Pa・An

式中Vn――窖(池)蓄水量(m3);a―年降雨量的利用率;Pn――保证率为75%的多年平均降雨量(rnrn);An――表示有效集雨面积(m2)。

1.2、集雨水窖容积计算公式

根据年降雨量的时空分布特征,每年的1月、2月、3月、l1月、12月这5个月份降雨量很小,其他7个月份的降雨量可以一边饮用一边蓄水,到雨季结束,能蓄够5个月的用水量为最合适的容积,因此得出公式:

V=Vn一210Qd

式中V―窖(池)蓄水量(m3);Vn―全年需水量(m3)也等于全年总蓄水量(m3);Qd农户平均日需水量(m3)。

1.3、应用实例分析

以某县某乡山村一户农民集雨水窑工程设计为例。

首先要搜集基本资料。该村海拔高度约为2100米,瓦房的有效集雨面积经测量为126m2。根据多年工程实践我们可得出该地区多年平均降雨量为607.1mm;根据提供的河流流域的降雨模比系数,可得到各频率的年降雨量,见表1。为了保证饮水的安全性,降雨量的保证率以不低于75%为宜。

查表1得该村保证率为75%的多年平均降雨量是513mm。在农村地区,接近丰年时,降雨量会相对较大,考虑到这一因素,蓄水池的容积可以相对的进行提升,但是值得注意的是,即使是提升,也不能超过多年平均降雨量值的蓄水池容量。以免蓄水池容积过大,造成蓄水出现问题。从上述计算公式可以得知,该户蓄水池的容积最大为26m3。

2、节流饮水蓄水池容积计算公式的推导

2.1.在农村中,主要的引用水来源为河流、小溪和降雨。但是由于我国气候、环境等因素的影响,降水量每年都通,这就给蓄水池容积涉及带来一定的困扰,同时降雨与河流水流的流量也有着密切的关系。一般而言,农村的山泉水流量的大小取决于地区降雨量的大小。降雨量分布不同,山泉水的水量也会不同。在降雨量比较大时,山泉水的流量也会比较大,但是保证率却较低,而在冬季降雨量下降,山泉水流量比较小,但是保证率却相对较高,一般保证率都会在85%以上。尤其是植被的覆盖率高时,说明水源涵养更为充足,这样就会使得山泉水的流量较为稳定。

2.2蓄水池容积的计算公式

农村用水高峰时段分别是早晨7:00-9:00时,中午11:30-13:30时,下午17:30-19:30时,共约6个小时,其他时间段用水量很小,在此时间段内,需水量远大于蓄水量。因此,蓄水池的容积设计采用18个小时的蓄水量为适宜,故其计算公式为V=64.8Qp

截流饮水蓄水池容积的计算。V=648Qp代入基本数据得:V=64.8x0.52=33.5m3

山泉水的流量较大时,可以适当调整蓄水池的容积,但最大不宜超过全村日平均需水量。

三、结语

综上所述,通过对降雨量及其时空分布的特点的讨论和计算,可以对蓄水池的容积进行合理的设计,从而避免浪费。从上述文章中可以清楚的了解到,采用截流引水蓄水池和集雨水蓄水池两种工程模式,可以有效解决农村居民用水困难的问题,尤其是对干旱或者是半干旱地区的农村居民来说,这两种工程模式最为有效。而且蓄水池工程对减少江河泥沙含量,减轻中下游防洪负担,改善生态环境,具有极其重要的意义。

参考文献

[1] 刘娴,纪秀荣,赵连德.油田矿区生活饮用水定点水质监测结果分析[A].中华预防医学会石油系统分会第五届预防医学学术交流会论文集[C].2008,

雨水工程论文第4篇

关键词:市政,排水系统,施工,检查井

 

1 引言市政设施的好坏将直接影响到城市居民的生活质量,我们生活在一个具有方便快捷的轨道交通、城市交通、道路排水通畅、环境优美的城市中,将极大地提升我们的生活水平。与此同时,一个城市市政设施、市政建设水平是这个城市整体实力的具体表现,它代表着这个城市的经济发展能力,它极好的体现了这个城市居民的生活水平。市政工程是我们这个城市的“名片”,它是每一个外来者对我们这个城市的第一印象[1]。

市政排水工程与我们每个人、每个家庭、每天都在发生关系,例如在我们口常生活中经常遇到的排污管道的堵塞问题,下雨城市道路上的积水如何及时排沥问题,日常城市居民生活污水的处理问题[2]。

2 市政道路排水系统城市道路路面排水系统,根据构造特点,可分为明式、暗式和混合式三种。明式系统,公路和一般乡镇道路采用明沟排水,在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。暗式系统包括雨水井、沉泥井,过街排水管,排水检查井,地下排水主干线等部分。混合式系统为明沟和暗管相结合的一种形式。本文主是介绍暗沟排水。

当遇到下雨天的时候,市政道路需要排水。免费论文参考网。雨水先由路面的坡度在自重的作用下流到雨水井中,然后由经过沉泥井,过街排水管,排水检查井,到达地下排水主干线。在以上排水系统的施工中,雨水井、沉泥井与过街排水管工程量较小,一般在施工道路时,由道路主体施工单位直接完成,而排水检查井和地下排水主干线部分工程量较大,一般采用专门排水公司施工完成。

3 排水系统施工方法1.雨水井施工

混凝土雨水井主要有圆形井、矩形井及不规则井,虽然每个井室混凝土量不大,但施工中稍有疏忽,就可能使混凝土外观差,其工作缝出现洇水、渗水现象。

施工顺序:垫层混凝土→基础混凝土→管顶面以下侧墙混凝土浇筑→流槽→管顶面以上混凝土浇筑→铸铁井盖安装。

2 沉泥井施工

沉泥井的主要作用是沉积雨水井收集的雨水的淤泥。其集体施工步骤为:测量放样→开挖坑槽→坑槽底部加固处理→下沉安放井框→回填井框与坑槽之间空间。

4. 排水检查井施工

排水检查井施工分为以下几个方面的内容:1)施工排水,在检查井施工过程中,必须做到不间断排水,严禁带水操作,检查井施工时,应在检查井基础10cm以外布置排水井;2)基础施工,对于不落底的检查井:井基础应与管道基础同时浇筑。而对于有落底的检查井:应先施工井基础,然后砌井壁达管道基础底标高,再浇筑管道基础。在浇筑混凝土时,应按施工规范进行砼浇筑。浇筑完后,要给砼一定时间的养护期。只有当砼基础强度达1.2MPa时,方能安装管道或砌井壁的施工;3)井体砌筑,在施工前,应将砖或原砌体浇水湿润,检查井内的流槽应与井壁同时进行砌筑,井内外壁粉刷必须严格按设计要求进行,内外壁粉刷必须在回填土之前进行,且在排干井筒内积水后一次粉刷到底;4)回填土。只有当现浇砼或砌体水泥砂浆的强度应达到设计规定的强度后才允许回填。严禁与砌井体同步回填。5)井框安装。首先对井周进行加固,然后对检查井井盖标高的调整。

4 排水系统施工注意事项1. 雨水井与沉泥井在施工中的的注意事项。1)当开槽超挖后,其超挖部分应用灌浆石填补,不可采用素土回填。2)在安装沉泥井与雨水井的连接管时,防止出现倒坡现象,即在自重作用下水流由沉泥井回流到雨水井。

2. 过街管安装的注意事项。1)要保证插入检查井的管头长度适中,即不能过长也不能过短,一般其插入长度应与井内壁齐平,在管头与检查井的接缝处采用1:2的水泥砂浆抹实;2)过街管与沉泥井相连的一端,管子长度不能过短,否则会倒致与沉泥井连接不上。3)防止出现倒坡现象。

5 排水系统常见问题及防治措施市政道路排水系统是城市市政设施得以正常使用的重要设施之一,其最常见的质量通病可归纳为以下四个方面:

5.1 管道漏水产生原因:基础沉降不均匀或管材及其接口施工质量差等原因均可造成漏水现象[3]。免费论文参考网。

防治措施:检查砌筑砂浆是否饱满,勾缝是否全面而不遗漏;在抹面前应清洁和湿润表面;接口施工处做好内外抹面;如管道基础强度不够时,或强度不均匀时,应对基础进行处理,以防止不均匀沉降。

5.2 回填土缺陷产生原因:检测井周边回填不密实,没有按照设计要求分层夯实。免费论文参考网。填土材料质量较差,最佳含水量控制不好等原因影响压实效果,造成较大的工后沉降。

防治措施:选择合理的压实机械和填料,对于不同的填筑厚度应采用不同的夯压机械,以取得最经济的效益。

5.3 管道位置偏移产生原因:测量时出现差错,施工走样和意外避让原有建筑物,在面上产生位置偏移立面上产生积水甚至倒坡现象。

防治措施:施工过程如意外遇到构筑物必须避让时应在适当的位置增设连接井,其间以直线连通,连接井角应大于135°;施工前要认真按照施工测量规范和规程进行交接桩复测和保护;施工放样要结合水文地质条件按照埋置深度和设计要求以及有关规定放样,且必须进行复测检验误差符合要求后才能交付施工。

5.4 检查井周围路面沉降、裂缝和破损产生原因是多方面的,主要有:①井、管基础的施工违反施工程序;②基础施工带水作业;③砌筑砂浆不饱满;④井内壁粉刷不到底,⑤框盖安放座浆不实;⑥井周回填土压实不良;⑦井周砼圈强度不足。

防治措施:加强质量监管制度。①检查井施工质量应作为道路施工重点质量监控对象,检查井的砼底板浇筑及井周回填土,应作为监理旁站监督的一项重要内容;②当检查井基坑挖好后,基底土质和状态要作为一项必检的隐蔽工程项目经监理工程师验收签证;③检查井底板砼浇筑后在砌井壁前应经监理工程师验收签证;④井周每一层回填土压实成型后,要经监理工程师验收签证方可进行上一层回填土;⑤井盖框的安装底用4―6个铁制楔型塞来调整井盖标高这一工序,也要作为一项必检的隐蔽工程项目经监理工程师验收签证,井盖框的标高应由监理工程师逐一复核。

6 结语排水系统为城市道路系统的辅助部分,但其施工质量的好坏,却直接影响到道路系统运营。因而不能因为排水系统为辅助部分,而放松对排水系统施工的要求。

参考文献

[1]孙犁.排水工程[M].武汉理工人学出版社,武汉:2007.

[2]鲍凝.市政排水项目施工质量管理[D].天津大学硕士论文,天津:2007.

[3]覃立波.试论市政道路排水系统的构成及施工质量[J].工程技术,2008,3:316.

雨水工程论文第5篇

关键词:工程认证;数学模型;实践教学;城市雨水

一、引言

自2013年我国正式加入《华盛顿协议》后,工程教育认证在我国高等学校工程专业的人才培养中受到更多的重视,成为我国工程专业人才培养的重要趋势和发展方向[1]。工程教育认证是在传统教学理念基础上的进一步提升,具有以学生为中心,强调培养目标导向,重点考察毕业要求达成度,突出可持续改进措施等诸多新特点[2]。另外一个重要内容就是要着重培养学生借助数学模型等新工具解决复杂工程问题的能力。这也为我国普通高等学校的工程专业人才培养提出了新要求,并明确了今后教学改革的发展方向。城市雨水控制利用或城市雨水管理是环境工程或市政工程的新兴领域,在我国已经历二十余年的发展历程[3]。2014年,我国开展海绵城市建设工作,从两批30个国家试点到近百个省级试点,再到全国范围持续推进,对城镇建设尤其是城市排水系统建设提出了新的发展要求,具有重大的行业和人才需要。在此背景下,迫切需要将海绵城市建设相关理论和技术方法融入环境工程及相关专业人才培养过程中,以适应可持续城镇化发展需要,也与我国生态文明建设总体部署相契合。城市排水模型理论和技术涉及城市雨水管理或海绵城市规划、设计和运行维护等多方面,是城市雨水系统规划、设计、绩效评估的重要辅助工具。最新修编的《室外排水设计规范》(GB50014)、《城市内涝防治规范》(GB51222)等国家标准中对数学模型在城市排水系统规划设计中的应用也进行了明确规定和要求。国外发达国家许多知名高等院校在土木工程和环境工程等学科一直十分重视数学模型的课程和实践教学,为雨水管理领域的人才培养打下了坚实基础。然而,我国普通高校给水排水或环境工程专业培养体系中,在城市雨洪管理尤其是雨洪管理数学模型方面的重视和投入都明显不足。结合工程教育认证对教育教学的新要求,以及目前在城市雨水和海绵城市建设领域的重大行业需要,迫切需要探索以工程教育认证为导向的数学模型在城市雨水课程和实践教学中应用和创新的教学模式。

二、数学模型应用和教学模式构建

1.数学模型应用的教学模式。

结合可持续城镇化发展的行业需求和城市雨水领域多年来的研究和工程实践经验总结,北京建筑大学环境工程专业在十余年前就开设了《城市雨水工程》和《城市雨水工程课程设计》,并作为环境工程专业特色核心课程[4]。结合数学模型在海绵城市建设中的迫切需求,根据我校环境工程专业人才培养体系特点,突出借助新工具解决复杂工程问题能力的培养目标,初步探索了数学模型在城市雨水课程和实践教学中应用和创新的教学模式。教学模式包括城市排水模型基本理论和技术融入《城市雨水工程》课堂教学,将排水模型初步构建与分析作为《城市雨水工程课程设计》的实践教学内容,以及借助数学模型解决城市雨水与水环境复杂工程问题纳入《毕业设计》的工作内容和要求,三部分逐层深入、相互衔接,保障学生从模型基础理论到模型操作初步应用,再到利用模型解决复杂工程问题能力的培养和掌握。同时,任课教师主持的纵向科研项目和工程咨询服务类项目也为学生在不同阶段参与科学研究和工程项目实践提供了机会,为实现以学生为中心和科教融合提供重要保障。

2.模型理论融入城市雨水课程教学内容。

在过去十余年《城市雨水工程》课程教学基础上,结合城市雨水领域和海绵城市建设新要求,进一步完善了教学内容,课程从24学时增至32学时,补充了城市排水模型基础理论等相关内容。主要讲授数学模型概论、排水模型分类、模型构建、模型率定与验证等模型相关基本概念、基本理论和基本方法;同时,对具有一定理论深度的模型参数敏感性分析、模型不确定性分析等内容初步引入,供感兴趣的学生进一步深入学习。其中十分重要的是设置专门的学时进行实际案例教学,结合常用模型软件(如SWMM等)对某一具体工程案例全过程系统讲述一个排水模型从基础资料收集,到模型构建、参数率定验证以及模型模拟预测和结果分析的全过程以及相应模型软件的操作,让学生不仅听得懂,更重要的是让学生能用、会用模型软件,为后续课程设计采用模型软件进行雨水系统模型构建与分析的实践提供了保障。

3.模型基本应用融入课程设计环节。

在城市排水模型基础理论和模型软件基本操作课程教学基础上,将模型辅助设计的内容和要求纳入《城市雨水工程课程设计》实践环节中。结合课程设计题目,如建筑小区、道路、公园、广场等不同类型地块雨水系统设计,指导学生采用常用软件(如SWMM)建立雨水系统模型,并在不同情境下进行模拟和初步分析,辅助设计方案的确定。在这一阶段重点培养学生模型基本操作能力、动手能力,以及能够发现数学模型构建过程中的常见问题,并通过查阅文献、小组研讨等环节来解决问题的能力。通过课程设计阶段的实际操作,可加强课堂理论学习的理解,并为毕业设计阶段借助数学模型解决复杂工程问题打下基础。

4.毕业设计阶段的数学模型综合应用。

相对课程设计阶段的题目,毕业设计的题目从内容、深度和要求上都有系统性的提升,尤其突出体现工程问题的复杂性和系统性。雨水方向毕业设计题目通常采用某新城区的雨水系统规划与设计、某老城区的雨水系统改造规划与设计这类城市或城区尺度的工程规划设计题目,或者是针对某一地块(建筑小区等)雨水系统的深度设计,无论是城区尺度还是地块尺度,都是以复杂工程问题为导向。这也就对学生在毕业设计中模型应用的系统性和综合性提出了更高要求,不仅要能用、会用模型,而且要懂得如何更好地应用模型(模型构建优化、方案优化等)。以某新城区的雨水系统规划与设计为例,学生首先采用传统设计方法按照设计目标完成源头控制和管渠系统的方案确定和初步设计,再通过构建数学模型对方案效果进行系统化评估,结合既定的目标函数评价设计方案的目标可达性,进而提出方案设计优化改进措施,再对优化后方案进行重复模拟,反复迭代直至模拟结果满足既定目标函数,完成方案优化和最终方案确定。除设计方案和过程本身的系统性强,在模型构建和概化方式、目标函数设定、模拟结果评估等诸多环节也包含较高的复杂性,也更贴近真实工程项目的特征,对学生整体能力是一个锻炼和综合提升的过程,以实现对学生应对和解决复杂工程问题的能力培养和毕业目标的达成。

5.科教融合与数学模型教学实践。

科教融合也是城市雨水课程和实践教学模式的重要组成部分,秉持“以学生为中心”的基本原则,构建以学习者为中心的教学环境的思路[5],将任课教师的科研项目和资源向教学环节转化,实现有效的科教融合。在课堂教学后,学生初步具备城市排水模型基本知识,结合课程设计环节综合考察,对具备一定数学模型基础,且本人有明确意愿和兴趣的学生,可逐步参与到教师的科研项目或工程咨询项目中从事数学模型模拟相关工作。对于今后有志于进一步深造、从事科学研究的学生,可较早培养其科学素养,为今后研究生阶段学习和研究打下基础;对于毕业后走上工作岗位的学生,可通过参加实际工程项目,促进理论知识学习向实践能力转化,强化分析并解决实际问题的能力,为学生今后能更好适应工作环境,并顺利完成学生向优秀工程师的角色转变做好前期铺垫。当然,在课堂授课和课程设计环节对学生积极引导、充分调动学生自主学习的积极性是保证科教融合效果的重要基础。

雨水工程论文第6篇

关键词:城市雨水;排水系统;管网系统;设计;不确定性

引言

目前城市雨水管网系统设计没有完全发挥作用,暴雨时常导致内涝现象发生[1],城市内涝积水灾害问题日益严重,威胁生命、财产安全,影响城市发展[2]。雨水管网系统失效的根本原因,则是由于在雨水管网系统设计过程中存在的大量不确定性[3-4],从而造成设计输水能力严重小于设计雨量,导致出大范围的城市内涝现象。总结内涝损失原因,改进已有的雨水排水系统设计办法,才能促进城市持续发展。

1城市雨水排水系统设计中不确定性的来源

设计过程中存在的不确定性,包括气候变化导致暴雨强度分布规律改变、城市化进程不断推进导致径流系数变化[5-6],汇水面积量测误差、设计计算误差以及管段淤塞导致的管径变化等[3]。传统设计中假定暴雨分布规律在设计期限内保持不变,采用2~5a暴雨重现期设计计算暴雨量。所选重现期过小易直接导致设计暴雨量过小,雨水管网系统无法及时排出,造成积水灾害;过大则造成系统建设费用过高。在全球气候变化的影响下,暴雨历时—强度—重现期规律也在发生变化[7-8],沿用已有暴雨强度分布规律进行雨水管网设计,势必增加设计排水能力的不确定性。径流系数在一般设计中均根据城市发展规模选择一个确定值,或根据植被、土壤分布情况用加权平均方式确定一个加权值[9-10]。过大的径流系数易造成实际过水能力下降,过小的径流系数又易造成造价过高等问题。显然,传统的径流系数确定方法难以适应不断推进的城市化进程,也造成城市内涝积水灾害发生的频率增加。汇水面积量测误差、设计计算误差及使用过程管径的变化,同样给设计管网的过水能力带来不确定性。

2国内外研究及发展动态分析

2.1城市设计暴雨分布规律研究

暴雨资料的统计分析是城市雨水管网系统设计的基础,分析结果的准确性直接关系到雨水管网系统的设计流量,进而影响雨水管网系统的可靠性和工程投资大小[3-4]。城市设计暴雨分布规律研究主要包括暴雨资料的选样、频率分析及暴雨强度公式选择与参数确定等方面的研究内容。国内外根据观测到的资料长短及对城市雨水排水设计重现期要求的高低,相继提出了年最大值法、年超大值法、年多个样法、超定量法等选样方法,各种选样方法均有其优缺点,给设计暴雨强度大小带来不确定性[11]。暴雨频率分析研究方面主要集中于研究皮尔逊Ⅲ型分布曲线、负指数分布曲线和耿贝尔分布曲线等各种理论分布曲线的适应性,研究结果分歧较大,目前各城市尚无统一的分布线型,也给城市雨水设计带来不确定性[12]。暴雨强度公式方面国内外均提出了适合国情的计算公式,美国采用i=a/(t+b)n(1)式中:i为暴雨强度,单位:mm/min;a为雨力参数,即不同重现期下的1min设计降雨量,单位:mm;t为降雨历时,单位:min;b为降雨历时修正参数,单位:min;n为暴雨衰减指数,无量纲。日本采用i=a/(t+b),我国较多采用式(1)或i=A1(1+ClgT)/(t+b)n(2)式中:A1为重现期为1a时的1min设计降雨量,单位:mm;C为雨力变动参数,无量纲;T为重现期,单位:a;其它符号同前。在确定暴雨强度公式后,采用遗传算法等较适合的参数确定方法可适当减小公式选择带来的不确定性[13]。

2.2城市化进程对城市雨水排水影响研究

随着城市化进程的不断推进,城市的数量、规模、人口有了很大的增长,对城市当地水文状况造成了较大的影响[10]。国外对该问题研究较早,Singh等[14]对城市化带来城市化区域气候变化和降雨变化进行了研究,结果表明城市化区域降雨雨量比农村降雨雨量多5%~10%。Deletic等[15]提出植被渗透浅沟模型,研究了不同材质的地表,对城市暴雨径流量及洪峰流量的影响,结果表明渗透的增大可有效削减城市暴雨洪峰流量,减少内涝积水灾害的发生,汪艳宁等[9]用实验手段进一步验证了该理论模型分析结果。我国1980年代上海市水文总站研究了上海老市区城市化对降雨影响的程度和范围,实验中设置了13个雨量观测点,与各郊县的55个雨量站平行观测,结果表明降水强度以市区为中心向外依次减小,城市化后使暴雨雨日增多[16]。周玉文等[17]通过两次暴雨径流无因次单位过程线比较显示,城市化进程使不透水面积已达全流域面积的25%以上,洪水峰值明显提高,洪峰流量增大、洪峰出现时间提前,按原城市化规模设计的雨水管网已远不能满足及时排出暴雨洪水的要求。

2.3城市雨水管网系统模拟与优化设计研究

随着计算机技术的发展,国内外对城市雨水管网模拟与优化问题进行了广泛的研究。美国等发达国家自20世纪60年代起,先后研究并完善了雨水管理模型SWMM、沃林福特程序、蓄水处理与溢流模型STORM、MIKE模型、澳大利亚XP-SWMM模型等多种雨水管网系统模拟模型[18]。结合我国实际,我国学者相继提出了各种城市雨水径流计算模型,周玉文等[17]基于地理信息系统开发的城市雨水径流模型实时模拟技术,得到国内外广泛关注。国内外对城市雨水管网模拟的研究多侧重于对降雨-径流系统中间过程的物理过程的描述,而输入不确定性对系统输出的影响方面的研究尚未得到重视,主要原因在于实际降雨-径流过程是一个复杂性系统,受制于不确定性系统理论与方法的研究水平。对城市雨水管网系统参数的优化研究中,传统的优化思路主要是通过调整各管道管径使建造费用目标最小,难以保证设计出的管网系统具有较高的可靠性,国内外相继提出了度量管网不确定性的研究方法[17-18],但研究思路多是将不确定性因素转换为确定性的约束条件,仍沿用传统优化思路设计管网,管网系统优化结果的可靠程度仍较低。

2.4不确定性理论研究进展

不确定性研究一直是系统科学、信息科学等学科领域的研究热点,近年来取得了大量研究成果[11]。目前对不确定性的研究多集中于随机信息、模糊信息、区间信息、粗糙信息等各种不确定性的处理[19]。为便于不确定性计算,传统研究思路主要张明,等:城市雨水排水系统设计不确定性研究进展••5是针对各种具有特定性质的不确定性信息给出特定的计算方法,通过数学变换转换为确定性信息,便于传统方法处理。然而,这种研究思路一方面难以处理包含多种不确定性信息的研究问题,另一方面将不确定性转换为确定性的过程丢失了大量信息,给计算结果增加了新的不确定性。信息科学中的信息熵理论被认为是研究不确定性的有效工具之一,是一种人为影响最小的客观准则,在通信、能源、环境、金融、水文等多学科领域内都取得了一系列的研究成果[20-21]。为解决信息熵理论在应用中存在的优化求解困难等问题,张明等[22]在前期工作中开发、验证了一整套基于智能计算平台的信息熵模型,如遗传熵谱模型、遗传最大熵模型等,可更容易地与模糊数学、神经网络、层次分析等智能算法融合,在水资源系统模拟、预测、评价、决策等问题中取得了较好的研究成果,扩展了传统信息熵理论的研究范围。应用该理论方法,处理城市雨水管网优化设计中的不确定性,构建包含各种不确定性信息的可靠性目标函数,减小城市雨水管网设计中的不确定性,提高城市内涝积水灾害风险管理水平,在防灾减灾理论与实践方面具有重要意义。

3结语

雨水工程论文第7篇

关键词: 市政给排水工程设计 竖向规划 污水管埋

前言

我国排水工程建设初创于50年代,到80年代以后,随着城市化进程的加快和城市水污染日益得到重视,市政给排水设施建设得到较快发展,但市政道路排水设施普遍存在各种问题,如防洪排水能力不足;平坦地区的排水管渠的坡度偏小,易淤积;部分地区的排水设施不成系统,易形成内涝等。造成这些问题的原因,有设计不合理,日常管理不到位,自然条件变化等。通过对许多工程设计的总结,我们认为,市政道路排水工程设计能否更好地避免这些问题的发生,做到经济合理,运行安全,受市政给排水工程规划的影响较大。

1市政道路排水工程设计的任务

市政给排水是指城市生活污水,工业废水,大气降水(含雨,雪水)径流和其他弃水的收集,输送,净化,利用和排放。市政道路排水工程设计主要指建设在市政道路上用于收集,输送和排放城市雨水,污水的市政给排水设施(排水管网及其附属构筑物)的设计。

2市政给排水规划存在常见问题

2.1市政给排水工程规划与城市用地竖向规划,防洪规划不相协调

工程实例:

某沿海城市滨江路道路工程设计,该道路位于规划新区内,新区规划面积10m2是该市新的行政文化教育中心,规划新区内主体河流内江由北往南流入大海,该市海岸潮汐属于不正规日潮为主的混合潮型,最高潮位3.75m(标高采用黄海基准,以下同),多年最高潮位平均值为3.55m低潮位平均值为-2.30m,20年一遇高潮位3.63m,50年一遇高潮位3.82m,规划新区内水面平均高程0.91

规划新区整个场地北高南低,两侧高,中间低地形起伏较小,高程小于11的区域占84%,小于5m的区域占54.4%,规划新区防潮保护标准采用50年一遇的实测潮高3.9m整个场地最低控制标高4.2m规划的道路最大纵坡≯3.5%最小纵坡≮0.3%,

按上述的规划,滨江路的道路设计为:路线L为1.7km,全线最大纵坡0.581%最小纵坡0.300%,道路中心线设计路面高程4.2~6.1m。相应其道路两用地高程为4.5~6.4m,

2.1.1城市用地竖向规划,高程无法保证,排水工程设计不符合防洪要求按规划新区的雨水规划,在规划区内没有设置雨水排捞泵站,所有道路或小区排水均按重力流的方式排放。

采用重力流直接向河流排放的雨水管,只有其设计雨水管内底高程高于内江的某一潮位高程时,才能保证暴雨期且内江涨潮至此潮位高程时的排水畅通,按防洪规划,排水工程设计应确保在内江50年一遇的实测潮高3.9m时的排水安全。

本工程设计雨水按就近排放的原则,工程设计范围的雨水管分3段(相应分3个雨水排出口),各段的管道长度分别为480m,340m,980m,3个设计管段的最不利点雨水口的地面标高分别为4.05m,4.07m,4.05m,由于与内江潮位相比道路设计路面高程相对较低,使各设计管段的最不利点雨水口的地面标高与50年一遇的实测潮高3.9m的高差(压力差)约为0.15m,与多年平均高潮位3,55m的高差(压力差)约为0.5m,如果要保证最不利点在50年一遇的实测潮高或多年平均高潮位,设计暴雨重现期为2年的情况下排水畅通不造成积水,设计雨水管无论采用压力流或重力流设计均不可能达到要求。

可见,由于规划区用地竖向规划的地面高程太低,导致了排水工程设计无法满足防洪规划要求,而防洪规划中也没有提出对排水工程设计可降低防洪标准的要求。

2.1.2城市用地竖向规划存在问题的原因分析

城市用地与道路,交通,地面排水,防洪以及项目建设的近期和远期的结合。局部与整体的协调等矛盾,只有通过用地合理的竖向规划来解决。在规划新区内类似本工程的排水状况尚存在,我们认为其原因是,在规划新区的规划过程中,没有做好排水工程规划与城市用地竖向规划。防洪规划的协调,或者是仅考虑提高用地高程会增加土方工程的造价,而没有考虑所在地区的重要性及排水不畅的后果,因为该市雨量充沛,降雨集中,多台风,台风带来的暴雨强度大,对雨水排放不利。此外,应对土方工程与排水工程的投资进行比较。

2.1.3采用重力流和短管压力流两种方式进行排水工程设计

对城市用地竖向规划高程太低的存在问题,在设计评审中有关规划部门答复不预调整,为了使排水工程设计在受条件限制的情况下尽可能合理,结合本工程特点,我们雨水设计中对各管段的水力计算处理为:管段起点至最不利点按重力流设计,最不利点至出水口在设定相对合理的安全潮位下按短管压力流设计。安全潮位是指当内江潮位不高于此高程时,设计雨水管段能在满流的情况下以压力流的形式排水,并可保证排水畅通。计算结果:

第1段管道总长L为480m,最不利段管道L为120m,安全潮位3.05m,

第2段管道总长L为340m,最不利段管道L为260m安全潮位2.65m,

第3段管道总长L为980m,最不利段管道L为640m,安全潮位2.65m,

这样的处理方式虽然达不到规划新区50年一遇防洪标准的要求,但与每一设计管段全部按重力流排放形式设计的雨水管相比,安全性得到了提高, 当然在同样的设计坡度下,由于加大了管径,也就增加了工程造价(本排水工程造价增加了13%),当出内江潮位高于设定的安全潮位同时下暴雨(暴雨重现期为2年)时,最不利附近区域会出现排水不畅的情况,要解决这一问题,应在规划新区内适宜的位置设置排涝雨水泵站。

2.2污水管网规划中竖向高程和污水提升泵的设置站缺乏合理性,系统性的论证

2.2.1污水管埋深不合理存在的问题

按原污水提升泵站设置的位置进行本工程设计污水管道埋深11~15m,的长度约为路线长的50%,且排水坡度与道路坡度相反,出现了如下不利

于工程建设的问题:

(1)按国家钢筋砼管的使用标准,一般Ⅲ级管可达到最大覆土为9m,塑料排水管超过8m覆土后也不能选用,因此,需采用暗渠形式排水,与采用管道相比,由于埋深太大,暗渠施工周期长,增加了施工的不安全因素。

(2)工程造价较高:根据本工程的地质报告,此路段上除局部为d约1m 的残积土外,从高程100~130m的范围均为灰岩,管渠埋深太大,造开挖回填土石方量大。

(3)泵站原选址位置现状地面标高129~132.5m则泵站的进水池开挖d为17~20m,泵站的建设投资相对较高,

(4)管渠埋深太大,不仅施工及其困难,今后的维护将是十分困难的,

2.2.2污水管埋深不合理的原因分析

由于原污水提升泵站设置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,即造致了规划区污水管网竖向高程的不合理,据了解,原污水提升泵站规划位置

雨水工程论文第8篇

关键词:降雨频率 适线法 缺水年 模糊优先比

中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)011-128-02

1 降雨经验频率原理

(1)根据实际测量降雨量样本数据,将降雨量数据降序排列。

(2)计算经验频率。

经验频率(经验频率Pm)公式为:

式中:n为降雨量的总年数,x1,x2,…,xn为降序排列的降雨量,m为序号。

2 绘制皮尔逊Ⅲ(PIII)型频率曲线

水文方面,一般用皮尔逊Ⅲ(PIII)型的方法。

(1)由30年的降雨资料算的平均年降雨量x。

(2)计算莫比系数Ki。

(3)计算经验频率Pm。

(4)计算参数变差系数Cv。

(5)计算偏态系数Cs。

(6)计算理论频率值X(P)。

(7)用理论频率值和经验频率值画出降雨频率曲线,此法称为适线法。如果曲线大体一致,则可根据经验频率值确定出缺水年、丰水年和平水年。累计频率小于25%是降雨量丰富的年份,称为丰水年;累计频率大于75%是降雨量很小的年份,称为枯水年;累计频率大于25%小于75%是降雨量一般的年份,称为平水年。

3 基于多因素权值的模糊优先比原理

3.1 模糊相似优先比的原理

对于一批事件与特定的时间比较,如果每个时间有多个元素组成,则每个时间的每个元素都可以得到一个序数,然后将每一时间的各个元素数相加,序数和最小的事件和特定样本最相似。对于一个含有多个元素样本,每个元素与特定样本uk都会有一个序数,而现实中样本的多个元素之间有主次之分,所以需要衡量一下各元素的权值,这样才会获得比较满意的效果。

3.2 权值的确定

若有n个观察结果,可以根据观测数据,利用回归分析算的线性回归方程:

要是量纲有差别,则不能直接用回归系数大小来评价自变量xi对因变量y的贡献程度,需要化成标准系数,方法如下:

式中:

3.3 多因素相似优先比权值的计算

设Nik表示第i个样本,第k个元素的优先比序数,则第i个样本的加权序数和为:

获得加权序数后排序,值越小与特定样本的相似程度也高。

4 例证分析选择鄱阳湖灌区降雨代表年

4.1 降雨频率分析

如图1所示理论频率和经验频率一致,所以根据、降水累积频率可知:

丰水年为别为:1993、1995、1998、1999、2002、2005、2010。

平水年分别为:1982、1983、1984、1985、1987、1989、1992、1994、1996、1997、2000、 2001、2004、2006、2008。

缺水年分别为:1986、1988、1990、1991、2003、2007、2009、2011。

4.2 相似比的计算及其矩阵的建立

以鄱阳湖灌区1982~2011年30年的实测降雨资料为样本,特定样本为缺水年总降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值,共有3相似因子,分别建立缺水年总降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值的优先比矩阵。其中缺水年总降雨量的均值的优先比矩阵如表1。

4.3 权值的确定

对数据进行回归分析,以年份作为因变量,其他因素作为自变量,得到回归方程:y=1.8767x1-5.2069x2+8.3851x3 (7)

4.4 相似性综合评价-代表年选择

缺水年的相似优先序列见表2,次序最小值为代表年,即2009年。

5 结论

本文采用P-Ⅲ型无偏频率公式对降雨数据进行频率分析,并对频率进行降幂的排列,并用适线法作图,得出丰水年、平水年和枯水年。根据模糊优先比原理确定缺水期的代表年,此方法解决了而现实中样本的多个元素之间有主次之分,对各元素的付权值,这样才会获得比较满意的效果。根据模糊优先比原理确定缺水期的代表年,从而对于缺水年的其他方面的研究提供依据。

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