某市为推求当地的暴雨强度公式,收集有30年自记雨量记录。
每年选择了降雨强度较大的8场雨,然后按降雨强度不论年次而按大小由第1号排到第240号,最后选取了前120号降雨作为最终的统计资料。
其中排在第30号的那场雨的降雨资料如下:降雨历时5、10、15、20min 的累计降雨量分别为9、15、19、22mm 。
试计算该场雨各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i (mm/min )值;并根据你计算的i 值,从下列三个暴雨强度公式中选取一个比较适合该市的暴雨强度公式,)ha s /L ()
14t ()76lgP .01(3600q 84.01⋅++=、)ha s /L ()12t ()77lgP .01(2500q 74.02⋅++=、)ha s /L ()3.6t ()71lgP .01(1800q 71
.03⋅++=。
并利用该公式计算上述第30场雨降雨历时为120min 时的累计降雨量。
(暴雨强度均保留小数点后两位,降雨量单位为mm ,保留小数点后一位)
解:
(1)i t=5min =9/5=1.80(mm/min );
i t=10min =15/10=1.50(mm/min );
i t=15min =19/15=1.27(mm/min );
i t=20min =22/20=1.10(mm/min )。
(2)排在第30号的这场雨的重现期)a (14301430mM 1NM P ≈⨯+⨯=+=
①利用第一个暴雨强度公式)ha s /L ()14t ()76lgP .01(3600q 84
.01⋅++=计算各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i 如下:
)min /mm (82.1167114)
(5)76lg1.01(3600i 0.845min t =⋅++==; );min /mm (49.1167114)(10)76lg1.01(3600i 0.84
10min t =⋅++== );min /mm (27.1167114)
(15)76lg1.01(3600i 0.8415min t =⋅++== 。
)min /mm (11.1167114)(20)76lg1.01(3600i 0.8420min t =⋅++=
= 利用最小二乘法选择最佳暴雨强度公式,
0006
.0)10.111.1()27.127.1()50.149.1()80.182.1()i ˆi (Q 22222j j 1=-+-+-+-=-=∑ ②利用第二个暴雨强度公式)ha s /L ()
12t ()77lgP .01(2500q 74.02⋅++=计算各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i 如下:
)min /mm (84.1167112)(5)77lg1.01(2500i 0.74
5min t =⋅++==; );min /mm (52.1167112)
(10)77lg1.01(2500i 0.7410min t =⋅++== );min /mm (31.1167112)(15)77lg1.01(2500i 0.74
15min t =⋅++== )min /mm (15.1167112)(20)77lg1.01(2500i 0.7420min t =⋅++=
= 利用最小二乘法选择最佳暴雨强度公式,
0052
.0)10.115.1()27.131.1()50.152.1()80.184.1()i ˆi (Q 22222j j 2=-+-+-+-=-=∑ ③利用第三个暴雨强度公式)ha s /L ()3.6t ()71lgP .01(1800q 71
.03⋅++=计算各降雨历时为5、10、15、20min 时的最大平均暴雨强度i 如下:
);min /mm (92.116713)
.6(5)71lg1.01(1800i 0.715min t =⋅++== );min /mm (49.1167
13).6(10)71lg1.01(1800i 0.7110min t =⋅++== );min /mm (22.116713)
.6(15)71lg1.01(1800i 0.7115min t =⋅++== );min /mm (06.116713).6(20)71lg1.01(1800i 0.7120min t =⋅++=
= 利用最小二乘法选择最佳暴雨强度公式,
0186
.0)10.106.1()27.122.1()50.149.1()80.192.1()i ˆi (Q 22222j j 3=-+-+-+-=-=∑ 从上述计算中看出,利用第一个暴雨强度公式)ha s /L ()14t ()76lgP .01(3600q 84
.01⋅++=计算出的各降雨历时的最大平均暴雨强度i 的绝对误差平方差和为最小,故第一个暴雨强度公式比较适合该市。
(3)选用第一个暴雨强度公式,重现期为1a ,
)min /mm (3522.0167
114)(120)76lg1.01(3600i 0.84120min t =⋅++==, 故降雨历时为120min 时累计降雨量H=0.3522×120=42.3mm 。