2022年度湖北省勘察设计行业

科学技术奖获奖项目

于近日结束公示

由武汉市政设计院牵头的

《基于武汉市海绵城市评估的典型年降雨比选研究》

喜获湖北省二等奖

 

该奖项是公司水环境研究院

主持研究的城市水务方向

相关规划，咨询，课题

荣获的第三个省部级奖项

《汉阳区流域水环境治理规划》

获得中国城市规划协会

“2021年度优秀城市规划设计奖”三等奖

《石首市五湖连江工程(一期)咨询方案》

“2022年度湖北省工程咨询成果评价”二等成果。

课题提出与立项

作为国家高新技术企业、国务院国资委“科改企业”，武汉市政设计院大力支持公司科研工作，在公司总工程师周俊的领导和支持下，《基于武汉市海绵城市评估的典型年降雨比选研究》课题先后完成公司内部科研专项基金项目和武汉市城建局科技计划项目立项。

据该课题的提出者、组织者，公司水环境研究院副院长、国家注册公用设备工程师、正高级工程师康丹介绍，该课题是依托武汉市科技成果转化中试平台——“城市内涝防治与水环境流域治理技术中试平台”，旨在解决武汉市海绵城市建设年径流总量控制及水环境治理面源污染控制成效评估中年降雨雨型欠缺的问题。

为了提升课题成果科学性，公司特邀请武汉市城建局海管站、武汉市水务科学研究院、武汉大学、湖北省气象服务中心等单位和科研院所共同参与课题研究工作。

 

课题主要创新点

1.构建了一套多维度的降雨特征指标体系

综合考虑降雨量、降雨过程、城市化影响等因素，课题组构建了一套多维度的降雨特征指标体系，在武汉及其他长江中下游地区平原型城市中具有较好的适用性。

武汉市多维度降雨特征指标体系表

 

2.首次明确武汉的典型年降雨雨型

采用本课题构建的降雨指标体系，从国家气象站的降雨资料中，首次筛选出武汉市的降雨典型年，填补了武汉市典型年降雨研究领域的空白;同时解决了武汉市年降雨雨型欠缺的问题，为武汉市采用数学模型开展海绵城市设施规模校核、海绵城市年度径流控制率和水环境治理污染物去除率评估提供必要的数据支撑。

武汉市典型年日降雨过程曲线图

 

3.应用多种数学方法和模型进行辅助分析

在降雨典型年的筛选中，广泛采用皮尔逊相关系数法、Mann-Kendall 趋势分析方法、欧氏距离法等多种数学分析法，并应用数学模型论证，完成相关性曲线拟合、特征值归一化分析以及多指标综合评价，提高成果的科学性和合理性。

典型年降雨研究中的多种曲线拟合分析图

 

4.独创降雨典型年比选方法已获批发明专利

降雨典型年比选是本次课题的攻坚难点，国内外无可借鉴经验。项目组难以找到一种可直观比较各备选年份之间典型性的方法。

项目组杨昱昊、肖雪莹等青年主创们怀揣热情，挑大梁、迎难而上，经过反复摸索、无数次地推翻重建，多次头脑风暴后，受武汉大学佘敦先教授提出的“相关性曲线拟合数学分析方法”的启发。

他们将69年的日降雨数据全部导入模型，在电脑中进行了步长为60分钟持续69年之久的降雨模拟，经过了将近7天的连续运行后得到了多年降雨条件下的径流量削减数据，终于闭合了典型年降雨比选的最后一环。

最终，项目组梳理了降雨典型年比选的方法，并申报获批了国家发明专利。

 

课题应用

该课题成果依托公司城市内涝防治与水环境流域治理技术中试平台进行了转化和推广，目前已广泛应用于武汉市“十四五”海绵城市规划、建设及成效评估，汉阳六湖流域、巡司河、东沙湖流域、南湖等多个流域水环境治理项目，在本项目成果的支持下，实施海绵城市和流域治理工程投资达300亿以上，项目涉及汇水范围达 500平方公里以上，大幅提升城市韧性，改善城市宜居性，提升居民幸福度，生态、环境、经济、社会效益显著。

预计在未来还将继续在海绵城市，流域水环境治理、内涝防治等领域发挥支持作用，为城市保护、持续性管理、修复自然生态方面提供基于自然的解决方案。

基于自然解决方案的流域治理意向图