本发明涉及城市内涝风险评估，尤其涉及一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法及系统。
背景技术：
1、
2、目前相关国家标准仅有短历时暴雨雨型的推求方法，用于排水设施规模的计算，而内涝风险评估一般为3-24小时，大部分地区没有用于内涝风险评估的长历时设计暴雨雨型，部分地区沿用水利24小时雨型，但水利24小时雨型时间频率为1小时，小时内的暴雨雨型偏平均化，对于城市内涝风险评估显得精度不足。
3、已有的长历时设计暴雨雨型推求方法较少，且没有具体化样本数据选择的要求，造成样本数据随机性强，缺乏代表性，推求出的长历时设计暴雨雨型与实际有较大偏差，另一方面已有的长历时设计暴雨雨型推求方法往往缺少长历时暴雨强度公式的推求办法，只有雨型的分配方法，无法得出设计暴雨雨型，仍无法用于内涝风险评估。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法及系统。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，包括如下步骤：
3、获取代表站点的历史降雨数据，按年最大值法从所述历史降雨数据中选取不同历时降雨样本；
4、根据所述不同历时降雨样本进行理论频率曲线适线，根据适线得出的降雨强度-重现期-降雨历时关系表拟合得到24小时的长历时暴雨强度公式；
5、根据预设筛选条件从代表站点的历史降雨数据中筛选出目标降雨样本数据，并将所述目标降雨样本数据转换为降雨占比样本数据；其中，所述预设筛选条件包括降雨历时和降雨强度；
6、根据所述降雨占比样本数据计算出涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据，并采用不同降雨历时设计降雨量同频率控制方法进行雨型分配，得到不同历时差的雨量分配比例；
7、根据所述长历时暴雨强度公式计算不同历时的设计降雨量，确定不同历时差的设计降雨量，并根据不同历时差的所述雨量分配比例和不同历时差的所述设计降雨量计算得到24小时长历时设计暴雨雨型；
8、根据目标城市的内涝评估所用的降雨历时，从所述24小时长历时设计暴雨雨型中截取所需历时的暴雨雨型。
9、本发明的有益效果是：本发明的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，通过从所述历史降雨数据中选取不同历时降雨样本，并筛选得到目标降雨样本数据，再转换为降雨占比样本数据并求和得到涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据，以进行雨型分配，确定不同历时差的雨量分配比例，再结合长历时暴雨强度公式计算得到的不同历时的设计降雨量，即可得到24小时长历时设计暴雨雨型，从而可以截取得到所需历时的暴雨雨型，可用于推求涵盖长短历时、统一的暴雨强度公式以及24小时5分钟间隔的设计暴雨雨型，以便于用于内涝风险评估，可操作性强。
10、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
11、进一步：所述根据所述不同历时降雨样本进行理论频率曲线适线具体包括如下步骤：
12、计算各历时下不同降雨强度的经验频率，计算公式为：
13、p＝m/(n+1)
14、其中p为经验频率，m为排序数，n为样本数；
15、选取皮尔逊iii型理论频率曲线进行经验频率拟合，根据理论频率曲线拟合参数计算得到降雨强度-重现期-降雨历时关系表，按照下述公式拟合，推求长历时暴雨强度公式：
16、
17、式中a，b，n为待求参数，i为降雨强度(mm/min)，p为重现期，t为历时。
18、上述进一步方案的有益效果是：皮尔逊iii型曲线适用范围较广，可以更好地覆盖不同历时的设计降雨量的计算。
19、进一步：所述根据预设筛选条件从代表站点的历史降雨数据中筛选出目标降雨样本数据具体包括如下步骤：
20、从代表站点的历史降雨数据中筛选出降雨历时超过24小时的历史场次降雨数据；
21、对所述降雨样本数据进行不同历时的降雨量降序排序；
22、将同一所述样本数据不同历时的排序号进行相加，选取排序号之和较小的前m个降雨样本数据作为所述目标降雨样本数据。
23、上述进一步方案的有益效果是：通过两次递进筛选，第一次从代表站点的历史降雨数据中筛选出降雨历时超过24小时的历史场次降雨数据，覆盖了可能的所有样本，第二次从所述历史场次降雨数据中筛选出降雨强度较大的降雨样本数据，将降雨量大、降雨集中的样本进行了保留，具有一定的先进性和代表性。
24、进一步：从代表站点的历史降雨数据中筛选历史场次降雨数据时，按照场降雨进行划分筛选，且场降雨之间间隔预设时长间隔作为场次降雨划分标准。
25、上述进一步方案的有益效果是：通过按照场降雨进行划分筛选，这样可以方便筛选出来的数据覆盖所有降雨场次，保证最后得到的样本数据更具有代表性，有利于最终的雨型推求结果的精确性。
26、进一步：所述根据所述降雨占比样本数据计算出涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据具体包括如下步骤：
27、将所述降雨占比样本数据按峰值对齐，并将峰值对齐后的不同样本对应时刻的降雨占比样本数据进行求和，得到降雨占比求和样本数据；
28、从所述降雨占比求和样本数据中截取包含降雨峰值的24小时降雨占比求和样本数据。
29、上述进一步方案的有益效果是：通过将所述降雨占比样本数据按峰值对齐这样方便后续得到涵盖降雨峰值的样本数据，并且通过对对应时刻不同样本的降雨占比样本数据求和，得到降雨占比求和样本数据，这样，即可比较方便地筛选出涵盖降雨峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据，以便后续进行雨型分配。
30、进一步：所述截取包含降雨峰值的24小时降雨占比求和样本数据时，若代表站点的历史降雨数据中无水利24小时雨型，则直接从所述降雨占比求和样本数据中截取包含降雨峰值的24小时降雨占比求和样本数据，若代表站点的历史降雨数据中已有水利24小时雨型，则沿用代表站点水利长历时雨型的雨峰位置，从所属降雨占比求和样本数据中截取24小时降雨占比求和样本数据，若水利长历时雨型时间频率不为预设长历时雨型时间频率，则在小时段雨峰位置沿用水利24小时雨型前提下从所属降雨占比求和样本数据中截取最大24小时降雨占比求和样本数据。
31、进一步：所述截取包含降雨峰值的最大24小时降雨占比求和样本数据之前，所述进行同一时刻不同样本的降雨占比样本数据求和时，若各降雨占比样本数据长度不一致，则需对降雨占比样本数据进行补0处理，使不同降雨占比样本数据长度一致。
32、上述进一步方案的有益效果是：通过对降雨占比求和样本数据长度进行扩展，可以方便后续截取24小时的降雨占比求和样本数据。
33、本发明还提供了一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求系统，包括样本选取模块、拟合模块、筛选转换模块、计算分配模块和计算截取模块；
34、所述样本选取模块，用于获取代表站点的历史降雨数据，按年最大值法从所述历史降雨数据中选取不同历时降雨样本；
35、所述拟合模块，用于根据所述不同历时降雨样本进行理论频率曲线适线，根据适线得出的降雨强度-重现期-降雨历时关系表拟合得到24小时的长历时暴雨强度公式；
36、所述筛选转换模块，用于根据预设筛选条件从代表站点的历史降雨数据中筛选出目标降雨样本数据，并将所述目标降雨样本数据转换为降雨占比样本数据；其中，所述预设筛选条件包括降雨历时和降雨强度；
37、所述计算分配模块，用于根据所述降雨占比样本数据计算出涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据，并采用不同降雨历时设计降雨量同频率控制方法进行雨型分配，得到不同历时差的雨量分配比例；
38、所述计算截取模块，用于根据所述长历时暴雨强度公式计算不同历时的设计降雨量，确定不同历时差的设计降雨量，并根据不同历时差的所述雨量分配比例和不同历时差的所述设计降雨量计算得到24小时长历时设计暴雨雨型；
39、所述计算截取模块，还用于根据目标城市的内涝评估所用的降雨历时，从所述24小时长历时设计暴雨雨型中截取所需历时的暴雨雨型。
40、本发明还提供了一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求系统，通过从所述历史降雨数据中选取不同历时降雨样本，并筛选得到目标降雨样本数据，再转换为降雨占比样本数据并求和得到涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据，以进行雨型分配，确定不同历时差的雨量分配比例，再结合长历时暴雨强度公式计算得到的不同历时的设计降雨量，即可得到24小时长历时设计暴雨雨型，从而可以截取得到所需历时的暴雨雨型，可用于推求涵盖长短历时、统一的暴雨强度公式以及3-24小时、5分钟间隔的设计暴雨雨型，以便于用于内涝风险评估，可操作性强。
41、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法。
42、本发明还提供了一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求设备，包括通信接口、存储器、通信总线和处理器，其中，所述处理器、通信接口和存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
43、所述存储器，用于存放计算机程序；
44、所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法的步骤。
1.一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，所述根据所述不同历时降雨样本进行理论频率曲线适线具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，所述根据预设筛选条件从代表站点的历史降雨数据中筛选出目标降雨样本数据具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，从代表站点的历史降雨数据中筛选历史场次降雨数据时，按照场降雨进行划分筛选，且场降雨之间间隔预设时长间隔作为场次降雨划分标准。
5.根据权利要求1所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，所述根据所述降雨占比样本数据计算出涵盖峰值的历时为24小时的降雨占比求和样本数据具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，所述截取包含降雨峰值的24小时降雨占比求和样本数据时，若代表站点的历史降雨数据中无水利24小时雨型，则直接从所述降雨占比求和样本数据中截取包含降雨峰值的24小时降雨占比求和样本数据，若代表站点已有水利24小时雨型，则沿用代表站点水利长历时雨型的雨峰位置，从所属降雨占比求和样本数据中截取24小时降雨占比求和样本数据，若水利长历时雨型时间频率不为预设长历时雨型时间频率，则在小时段雨峰位置沿用水利24小时雨型前提下从所属降雨占比求和样本数据中截取最大24小时降雨占比求和样本数据。
7.根据权利要求5所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法，其特征在于，所述截取包含降雨峰值的最大24小时降雨占比求和样本数据之前，所述进行同一时刻不同样本的降雨占比样本数据求和时，若各降雨占比样本数据长度不一致，则需对降雨占比样本数据进行补0处理，使不同降雨占比样本数据长度一致。
8.一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求系统，其特征在于，包括样本选取模块、拟合模块、筛选转换模块、计算分配模块和计算截取模块；
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-7任一项所述的城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求方法。
10.一种城市内涝评估的长历时设计暴雨雨型推求设备，其特征在于：包括通信接口、存储器、通信总线和处理器，其中，所述处理器、通信接口和存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
