連續人工降雨模擬的注意事項

連續降雨模擬指的是用1年，10年，甚至30年長期連續的降雨數據對區域排水系統進行模擬評估的模擬方法。歷史降雨數據反映的是長期的氣候特征，對區域排水系統的評價更為真實客觀。那么長期連續模擬與長\短歷時設計降雨的模擬有什么異同?在進行長歷時連續模擬時的注意事項有哪些？

我們在進行管網排水能力評估時通常采用短歷時設計降雨，在進行區域內澇風險評估的時候采用的是長歷時設計降雨。

設計降雨是對大量實測降雨分析后人為提出的綜合反映當地降雨特征的單場降雨的雨型，降雨歷時一般不超過24h。

設計降雨具有突發性和高強度的特征，能代表最不利降雨條件，因此用于可用于評估排水系統的排水能力是否滿足要求。而在海綿城市建設中，區域的雨水年徑流總量控制效果，或雨水調蓄設施對徑流雨水的控制效果，是長期連續降雨條件下的平均值，需要進行長期連續模擬。

長期的連續降雨由連續的降雨事件按照時間順序串聯而成，不同于單場獨立的降雨，它能同時對不同歷時、不同強度的降雨進行模擬，最重要的是它能綜合考量許多初始條件的變化對模擬結果的影響，包括土壤下滲能力的初始條件，雨水調蓄設施的初始水位等。例如，當兩場降雨的時間間隔較接近，第二場降雨開始前，第一場降雨匯入雨水調蓄設施的徑流量還未排空，這在一定程度上壓縮了調蓄空間，使得調蓄設施更易發生溢流。

在進行長期連續降雨模擬時需要考慮的因素包括：

01降雨精度

降雨精度對模擬結果的影響主要體現在雨強上。假設采用日降雨數據進行模擬，一般情況下，模型默認對精度范圍內的雨強取平均值，若某一日降雨量為240mm，則該日每一時間步長下的雨強均為10mm/h。但實際上一日內的降雨強度是隨時間變化的，最大雨強可能遠遠高于10mm/h。因此精度越高的降雨數據越能反映真實的排水效果。但高精度的降雨數據需要花費更長的模擬時間，推薦長期連續模擬采用精度為1小時的降雨數據。

02蒸發

蒸發對單場降雨的模擬影響較小，一般可忽略不計，但在長期連續模擬時，蒸發就是不得不考慮的因素了。

在介紹產流模型時曾提到，產流量是降雨量扣除蒸發量、下滲量、洼蓄量后的剩余量，這里的“蒸發量”和“洼蓄量”均與蒸發有關。

短期來看，蒸發量比起降雨量和洼蓄量來說可能微不足道，但長期來看其對降雨量的損耗量也相當可觀。

長期連續降雨中，洼蓄量是需要重點考慮的對象，它一般為5-15mm。場地的洼蓄能力可通過蒸發恢復，若不考慮蒸發，到了第二場降雨時場地將不存在洼蓄量，因為它已經被第一場降雨填滿，蒸發使得場地具有了恢復洼蓄量的能力。此外蒸發也能加速雨水設施內滯留雨水的排空。

在使用Mike Urban時，我也曾疑慮T-A徑流模型不能進行長期連續降雨的模擬，主要原因就是考慮到洼蓄量的恢復問題。實際上T-A模型（不考慮RDI）是可以模擬長歷時，但需要借助一個參數recovery rate，該參數可以恢復降雨初損值，默認值為0.05mm/h，可在“DHIAPP.INIfile”中修改。

03土壤下滲能力

降雨時，隨著土壤的含水量不斷增加，土壤的下滲能力是逐漸降低的。雨停時刻至下場降雨開始之前土壤下滲能力也存在一個恢復的過程�；纛D下滲模型就利用指數函數在無雨時期恢復土壤的下滲能力。長期連續模擬也需要充分考慮下滲相關參數的設定。

來源：雨洪模型思維