芝加哥雨型与城市灾害性降水的比较研究

摘要

目前城市洪涝研究中较多采用以芝加哥雨型为主的设计降水作为输入,该方法存在一定概化,实际防洪排涝应用和水文过程研究中需要进一步探索芝加哥雨型法表征灾害性降水存在的相关问题和缺陷。以郑州市城区2011~2018年发生的致灾降水事件为研究对象,总结了致灾降水的年内演变趋势;比较了芝加哥雨型设计降水与致灾降水峰值分布、强度等过程信息;基于雨洪模型(SWMM)分析了研究区不同成因的城市洪涝过程发生发展的差异,并与芝加哥雨型法输入的雨洪过程进行比照。结果表明:(1)郑州市城区年内致灾降水存在从雨强致灾发展为双致灾,再过渡到雨量致灾的趋势;(2)研究区2 a一遇芝加哥雨型洪涝过程与雨量致灾降水近似,5 a一遇及更高标准的芝加哥雨型具有双致灾降水的洪涝特征;(3)雨强致灾所致的洪涝过程积水历时短、程度小,雨量致灾洪涝过程持续时间长,双致灾洪涝过程兼具雨强、雨量致灾机理,影响范围更广。研究结果对城市内涝防治、海绵城市建设和地区防涝减灾具有一定意义和参考价值。