点雨量和面雨量的最优估计
暴雨洪水计算
时段 纵标 时段 纵标
该部分需查阅“瞬时单位线S曲线查用表”并计算总标段值
0 0
9 0.022
1 0.05 10 0.013
2 0.17
11 0.007
3 0.21
12 0.004
求1mm径流深折合流量
1*F/△t(m²/s) F为汇流面积
△t(s)
206.9444444
745
q(t)=s（t）*206.94
1 H6P-H5P
2.09
不同保证率下各时段面雨量
2
3
4
33.33 22.12
37.09 24.98
40.02 27.23
2 H4P-H3P
2.93
3 H2P-H1P
5.57
4 H1P 27.76
5
42.45 29.12
5 H3P-H2P
3.76
P=10%
1.64
2.25
4.15
第五步 产流计算 确定分区后按下列公式计算损失量
P=2%
Q1(t)=q(t)*R 清
小计
0
0
41
41
138
138
171
171
151
151
114
114
77
77
50
50
31
31
18
18
11
11
6
6
6
6
2
2
1
1
1
1
0
0
浑比，则可计算设计洪水流 该工程取值
0.82
.82，P=2%设计洪水过程计算表
4 380.45
第一步
积水面积 745
甘肃省暴雨洪水图集计算面雨量的参数敏感性分析
工程建设与设计Construction&Design For P roject甘肃省暴雨洪水图集计算面雨量的参数敏感性分析Parameter Sensitivity Analysis of Surface Rainfall Based on Gansu Province RainstormFlood Atlas任皓晨(甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所，兰州730000)REN Hao-chen(Geohazards Research Institute,Gansu Academy of S ciences,Lanzhou730000,China)【扌商要】面雨量是暴雨洪水计算中的重要参量。
本研究以《甘肃暴雨洪水图集》中计算黄河干支流区的百年一遇面雨量为例，利用Sobol'方法分析评价了雨量均值、点雨量变差系数、流域面积等参数对面雨量计算结果的敏感性，指出各参数在不同历时、不同流域尺度、不同流域形状下的敏感性指数差异，对于利用图集计算面雨量具有一定的参考价值。
[Abstract]Surface rainfall is an important parameter in the calculation of s torm floods.Taking the calculation of100year return area rainfall in the main and tributary areas of t he Yellow River in the Atlas of R ainstorm and Flood in Gansu Province as an example,this study used the Sobol'method to analyze the sensitivity of e ach parameter to the calculation of surface rainfall.The results show that the sensitivity indexes of each parameter are different under different durations,different watershed scales and different watershed shapes,which has certain reference value for the calculation of a real rainfall by atlas.【关键词】暴雨洪水图集；面雨量;敏感性分析[Keywords1rainstorm flood atlas;surface rainfa比sensitivity analysis【中图分类号JP333.2【文献标志码】A【DOI]10.13616/5，cnki.gcjsysj.2019.12.0201引言面雨量是暴雨洪水计算中的一个重要参量，面雨量的计算精度直接关系到推求设计洪水的精度。
洪水计算范例
2.4 洪水2.4.1 洪水的暴雨特性、洪水成因、洪水的时空分布规律流域地处副热带北缘，属山地温带湿润气候，是南北冷暖气流交绥要道，夏季受西风带天气系统的控制和副热带系统的影响，有时受两系统共同作用，锋面活动显著，降雨充沛，实测降水资料统计表明,流域年平均降水分布主要集中在5～10月,年最大暴雨发生在6月～8月居多。
一次大的降雨过程多集中在一天内，主要降雨历时为8～12h 。
##河洪水由暴雨形成．因流域地处南北冷暖气流交绥要道，每遇较强降雨均可形成一次洪水过程，如遇深厚的强冷空气入侵，便可导致大强度的暴雨，即可发生特大洪水，其洪水特征受暴雨强度和地形的影响，暴雨主要集中在5～10月，由于该流域暴雨强度大，河床坡降陡，洪水汇流时间短，致使洪水暴涨暴落。
主要大洪水均系单峰,由于流域森林植被较好，河槽调蓄能力强，使得主峰段持续时间较长，峰型略胖。
2.4.2 设计洪水1、计算依据及基本方法依据GB50201～94《防洪标准》、SL252～2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及工程布置，确定##三级电站等级为V 等，永久性水工建筑物为5级。
次要建筑物为5级，##三级电站坝址处按10年一遇设计，50年一遇校核。
电站厂房按30年一遇设计，50年一遇校核。
##河流域##三级电站所在的##河流域位于##省水文气象分区第Ⅷ区，##河流域##三级电站坝、厂址设计洪水采用瞬时单位线法，地区小流域经验公式等方法计算，以互验成果的合理性。
2.4.3 采用小流域经验公式法推求设计洪水1、暴雨经验公式法推求设计洪水根据《##省暴雨径流查算图表》第Ⅷ小流域洪峰流量经验公式推算，其公式如下：βt m KH Q = 式中：m Q —相应频率的洪峰流量，m 3/s ；K —与流域面积、形状有关的综合系数； β—造峰指数； t H —造峰雨量，mm 。
其中：nF t dt d t H H )24(2424++= 52.035.0F t =，242424H H F α=，a bF -+=)1(24α。
基于集合降水预报的长江流域面雨量预报与应用
基于集合降水预报的长江流域面雨量预报与应用杨寅;林建;包红军【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2022(41)5【摘要】基于2018-2021年欧洲中期天气预报中心集合降水预报数据开发了众数、平均数、最优百分位数、百分位数、概率等集合统计量面雨量预报产品。
采用TS评分、相对作用特征(ROC)分析、评分综合表现图、Brier技巧评分等方法对长江流域的集合统计量面雨量预报与确定性面雨量预报开展对比检验评估。
结果表明:对于大雨以上等级面雨量,平原流域评分高于山地流域,集合统计量预报性能整体优于确定性预报。
不同子流域最优的集合统计量面雨量定量预报产品种类及排序存在差异,总体表现为50%百分位数产品最优,平均数次之,最优百分位数第三,基于综合检验结果推荐了长江各子流域排名前三的集合统计量面雨量定量预报产品。
概率预报产品最优TS评分对应的概率预报值随面雨量量级增加而逐渐降低,15 mm (40 mm)量级的面雨量最优概率预报为50%(30%)。
以最优TS评分为基准,向下浮动10%来获取面雨量概率预报参考区间,当集合统计量面雨量概率预报位于参考区间时预报价值较高。
以2020年长江第5号洪水过程为例,开展概率预报与定量预报推荐产品相结合的集合统计量面雨量预报产品应用分析,进一步说明了集合统计量面雨量产品误差明显小于确定性预报。
【总页数】9页(P571-579)【作者】杨寅;林建;包红军【作者单位】国家气象中心;中国气象局-河海大学联合实验室;三峡国家气候观象台【正文语种】中文【中图分类】P456.1【相关文献】1.黑龙江省降水分县指导预报与面雨量预报方法及网络传输2.MAPS数值降水预报产品在长江中上游流域面雨量预报中的应用3.用LASGREM降水预报制作黄河三花间面雨量预报4.基于ECMWF集合预报的淮河流域面雨量预报性能评估5.基于ECMWF集合预报的淮河流域面雨量预报性能评估因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
面雨量空间扩展估算法
面雨量空间扩展估算法陈艳英;高阳华;游扬声;缪启龙【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2010(38)1【摘要】以温州地区1991～2001年90个观测站的月平均降雨为例,在GIS支持下,对样条函数法、克立格内插法及距离平方反比法这3种插值方法进行了对比研究;并在90个观测站中筛选出最少量的、能达到稳定结果的站点数;还考虑了插值的空间分辨率对结果的影响.对上述3点进行大量的计算、统计分析的结果表明:①在选择距离平方反比法及样条函数法对月平均降雨量插值效果均较好;②利用这两种插值方法对不同站点密度选取不同空间分辨率插值后得出,选取50站误差趋于稳定,利用距离平方反比法插值结果误差较小,而空间分辨率对结果几乎没有影响.利用距离平方反比法,选择50个站得到了温州地区1 km×1 km面雨量空间扩展结果,为水文预报工作提供一种较精确的面雨量估算和输入方法.【总页数】6页(P9-14)【作者】陈艳英;高阳华;游扬声;缪启龙【作者单位】重庆市气象科学研究所,重庆,401147;重庆市气象科学研究所,重庆,401147;重庆市气象科学研究所,重庆,401147;南京信息工程大学,南京,210044【正文语种】中文【相关文献】1.对大惯性纯滞后被控对象的PD控制算法和Smith予估器控制算法的探讨 [J], 孙戈2.不同量级降水推算面雨量的算法浅析 [J], 王增凯;马超;王晓鹏;张艺潆3.基于格点的面雨量算法在老挝南欧江流域的应用 [J], 王翠柏; 杨开斌; 张世春; 杜涛4.基于云团分型动态Z-R算法的浙赣铁路沿线面雨量估算 [J], 段艺萍; 王冠华; 支树林; 凌婷; 傅文兵5.卷积神经网络和传统算法的雷达面雨量计算效果对比研究 [J], 李宗飞;陈凯华;赵玉娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《湖北省暴雨径流查算图表》使用说明(增强版)
毛雨量仅扣除稳损 fc ，其值按式（1-15）计算：
Ⅱ、净雨过程
fc = 1.3R总0.61 ⋅ 24−0.96 = 0.0615R总0.61
（1-15）
式中 R总 为 24 小时的总径流深。求得 fc 后，将各时段的毛径流深
Ri 减去稳损 fc 与 ∆t 之积，即得设计净雨过程，以 Ii 代表每个历时的净
流域形状改正系数，不影响n 的取值。
查读等值线图及典型雨图的应用，参照《图集》32 页使用说明
有关规定。
3、设计雨型
雨型可采用当地典型暴雨的时程分配，也可用《图表》综合的概
化雨型，为便于特小流域应用，附表（9）列出短历时暴雨过程的分
配，和《图集》中原已刊布的 24 小时雨型，供设计时选用，求出相
隔时段 ∆t 的各个历时雨量后顺次俩俩之差，即为时段雨量，按选用的
H t面 = α t ⋅ H t点
（1-4）
式（1-4）中αt ，从《图集》或附表（8）中《湖北省暴雨面深系
数表》查得。需作流域形状改正的应乘以改正系数α F ，即：
H t面 = α t ⋅α F ⋅ H t点
（1-5）
式中 t 为设计暴雨历时， Ht点 为设计点雨量，有下列情况之一者，
时面深系数应作流域形状改正：
F （km2） λ2
＜20 0.30
表 1-3 20-100
0.25
λ2 ～ F 表 101-500 0.20
501-1000 0.15
1000 以上 0.10
3、瞬时单位线转换为时段单位线
u(0，t) =
1
⋅
(
t
) n−1
⋅
t −
ek
kΓ(n) k
t
广东省小流域设计洪水计算
讲授：舒晓娟
1.1设计暴雨计算
1.1.1设计点雨量计算 《广东省暴雨径流查算图表》编制了年最 大10分钟、1小时、6小时、24小时、3天点 暴雨均值、Cv等值线图，可取CS=3.5Cv，从 皮尔逊III型曲线Kp值表查取相应于设计频率 P%的Kp,按公式 H tp K p H t 算出Htp
1.1设计暴雨计算
其它历时的HtP面是采用暴雨公式Htp面=Sp×t1-np 进行计算。公式中的Sp、np是指相应频率P%面 雨量的暴雨力和暴雨递减指数，1- np、Sp的计 算公式如下： 当1h t 6h 时：
1 n p (1~6) 1gH6 p面 1gH1P面 1g 6 1g1 1g ( H 6 P面 / H1 p面 ) 1g 6
1.1设计暴雨计算
1.1.3设计暴雨过程的计算
广东省应用模糊聚类方法根据实测 降雨资料分析设计雨型，得到广东省分 区最大24小时设计雨型（暴雨时程分配） 表及广东省分区最大3天设计雨型（暴雨 时段分配）表。设计毛雨过程的计算就 可以将以上求得的各历时设计面雨量， 按照设计雨型进行分配得到。
1.2产流计算
1.1设计暴雨计算
1.1.2设计面暴雨量的计算 按本工程的集水面积F，在工程所在亚 区规定采用的设计暴雨定点定面关系图 （即点面换算系数at~历时t~集水面积F关 系图）上查求历时t为1小时、6小时、24 小时、3天（即72小时）的点面换算系数at， 乘以相应历时的设计点雨量Htp,即可求得 相应历时的设计面雨量Htp面=Htp×at。
S p H1 p面
1.1设计暴雨计算Fra bibliotek当6h t 24 h 时：
1g H 24 P面 1g H 6 p面 1g 24 1g 6 1g ( H 24 p面 / H 6 p面 ) 1g (24 / 6） 1g ( H 24 P面 / H 6 p面 ) 1g 4
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
a、地区水文手册中的Sp等值线图插取; b、由式（8-2）知：Sp=Pt,p· tn-1 ∵ P24,p已知（t=24h） ∴ Sp=P24,p· 24n2 -1
WUHEE
n
F
未知参数：Sp、n、F 、 、τ。 1. Sp、n、F 的计算
流域面积F可从地形图上量出； n 由地区n值分区图查出； Sp查等值线图或由暴雨公式可求，即：
由式（8-1）it , P
SP tn
知：Sp=Pt,p· tn-1 ∴ Sp=P24,p· 24n2-1
∵ P24,P已知（t=24h）
L 1/ 3 1/ 4 J F 或
L J 1/ 3
在建立m~θ关系时,分下面几种情况: 1 按下垫面条件定线 2 按区域条件定线 3 考虑设计洪水大小定线 50年一遇以上洪水： m=0.5θ0.23
WUHEE
P139
小流域4类下垫面条件下相应的m值。见表8-1。
WUHEE
三、设计洪峰流量计算方法——试算法 1. 、Cv、Cs、n1、n2
WUHEE
Sp tc (1 n) u 22.6h
1 n
WUHEE
WUHEE
8.4
计算洪峰流量的地区经验公式
暴雨特性（强度、历时）
洪峰影响因素
流域几何形特征（河长、比降、集水面积）
地质地貌特征（植被、土壤、地质）
一、单因素公式
以流域面积F作为洪峰流量的主要影响因子，建立二者间 的关系，其形式为：
Pt utc hR c P P
由暴雨公式有： u=(1-n)Sp/tcn=(1-n)itc 。 代入上式得：
基于PLS的面雨量统计学降尺度
基于 Ｐ Ｌ Ｓ的 面 雨 量 统 计学 降尺 度
王 靖 宇 邱 新 法
摘 要 基于 Ｇ Ｉ Ｓ的 面 雨 量 估 算 方 法 和 基 于 模 式输 出的 雨 量 产 品 都 无 法 解 决 分 辨 率 过低 的问题 ， 并且 都 不 同程度 地 忽略 了 中 小尺 度 地 形 对 降 水 的 影 响 ． 回 顾 了各 种统计 学降尺度方 法 ， 使用 Ｎ Ｃ Ｅ １ ９ ／ Ｎ Ｃ Ａ Ｒ
此， 为 了更 可 靠地评 估 水文 过程 对 气 候变 化 的影 响 ， 科 研 工 作 者往 往 需 要更 高 分辨 率 的气象 数据 ． 为 了解 决 尺度 不 匹配 的问题 ， 在过 去 的 ２ ０年里 ， 针对 获得 高分 辨 率 面 雨量 数据 的方 法 和 应 用 展 开 了一 系列 深 人 研 究 ． 基 于 区域 气 候 模型 （ Ｒ Ｃ Ｍ） 的动 力学 降尺度 方法 和基 于 经验 模 型 的统 计学 降 尺度 方 法 尝试 从不 同角度解 决气 候 变 化情 景 与 影 响评 估 所需 分 辨 率 的尺 度
提供 的 ２ ０ １ １年 ４ 月的 ６ ｈ一 次 的 再
０ 引 言
通 常人 们把 雨量 计在 某 个 特定 地 点所 测 得 的降落 到 地 面 的降 水
量 称作 点雨 量 ． 为 了把 雨 量 数 据从 空 间 中 的一 点 转 换 到 有 限 的空 间
面积上 ， 面雨量 的 概念 引入 气象 ， 使 得 面 雨 量 的预 报成 为 我 国气 象 学 科 的一 种新 的预 报 对象 ， 是 将 气 象 和 水 文 两 大应 用 学 科 相 结 合 的纽 带ｈ ｌ Ｊ ． 如何通 过 观测 到 的点雨量 来 准 确估 算 流 域 的平 均 降水 量 ， 就 构 成 了面雨 量估 算 的核心 问题 ．
雷达气象学之第二章(雷达定量测量降水)
国家级地面基准气候站、基本气象站、一般气象站、 高空气象站等构建了中国气象观测的基本框架。
基准气候站： 基本气象站： 一般气象站： 高空气象站：
143个 685个 1588个 120个
• 雷达却能估计雷达扫描范围内各点的雨强 和一定区域上的雨量分布和总雨量、且可 以及时地取得大面积定量的降水资料。
• 对于 vDj 在静止大气中的下落末速度，根 据理论分析和实测资料，它和雨滴直径的
关系一般可用下式表示：
v Dj c2Dj
常数,一般分别为1300\0.5
详细参见教材P171-173
• 我们首先假设： （1）降水例子是均匀分布的，不随时间而
变，且雨滴谱可用经验公式表示；
（2）近地面垂直气流很弱，可忽略不计；
令雷达常数
:
C
3PtG 2h
1024 ln 22
K
2
Pr
c r2
Z
说明若回波功率相同，则回波强度Z 随距离的平方而增加，即近距离的z 小，远距离的Z大；同理，若不同距 离处的回波强度相同，则近距离的回 波功率比远距离的要大，它们的回波 功率随距离的平方而减少. 距离订正！
二、Z-I关系
•
根据反射率因子的定义：Z
• 所谓气候Z-I关系，就是一些影响Z-I 关系的不 稳定因素，如滴谱时空变化，雷达参数不稳定等 作气候平均，排除随机性，只考虑其平均情况。
• 若该地区内各点的平均降水强度基本相等，则称 该地区为气候平均的，显然，气候平均只适用于 这样的气候均匀区域。
七、影响气候Z-I关系的因素
• 主要有四个因素： 1、距离R： 当R变大时，雷达波束有效照射体变大使Z
系式中的A和b值，直到CTF达到最小为止。
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点雨量和面雨量的最优估计
点雨量和面雨量是水文学中常用的两个概念。
点雨量是指某个点上的降雨量，通常使用雨量计来进行测量；面雨量是指某个区域上的平均降雨量，通常使用气象雷达和卫星遥感等技术来进行估算。
在水文学中，点雨量和面雨量的精确估计非常重要。
这些估计可以用来预测洪水、干旱和水资源管理等方面。
然而，由于降雨分布的不均匀性和测量误差等因素的影响，点雨量和面雨量的估计存在一定的误差。
为了获得更准确的点雨量和面雨量估计值，水文学家通常采用最优估计方法。
这些方法包括基于空间插值的方法、统计学方法和气象雷达和卫星遥感等技术。
基于空间插值的方法包括克里格插值、反距离权重插值和最邻近插值等。
这些方法将已知点雨量的信息转化为连续的面雨量分布，从而可以对整个区域的降雨量进行估算。
统计学方法包括回归分析、时间序列分析和贝叶斯统计等。
这些方法通过对多种气象和环境因素进行分析，建立数学模型来预测点雨量和面雨量。
气象雷达和卫星遥感技术可以提供高分辨率的降雨量信息。
这些技术通过获取雷达和卫星信号，对整个区域的降雨量进行实时监测和估算。
综上所述，点雨量和面雨量的最优估计方法是多种多样的，水文学家需要结合实际情况和数据特点，选择合适的方法进行估计。