请点击上方“龙网科技”关注我们
当高强度暴雨频繁刷新流域防洪、城市排水设计标准，该如何从海量降雨数据中寻找关键规律？又该如何将对降雨数据的解析转化为工程设计的依据？PCSWMM能够为您提供精准、快速的解决之道。
PCSWMM由加拿大计算水力研究所（简称CHI）研发，是一款智能、强大、综合的流域防洪排涝建模系统，广泛应用于流域雨洪管理、城市内涝综合治理、城市污水及供排水管理、海绵城市规划建设。2014年3月，龙网科技与CHI签订合作协议，成为PCSWMM模型大中华地区（包含港澳台）唯一总代理商。
在本文中，龙网科技将通过展示PCSWMM IDF对测站60年实测数据的分析过程，呈现这一“降雨时空解码器”如何帮您精准找到“降雨强度-降雨历时-降雨频率”的数据规律，并借助对降雨数据的分析，构建工程设计的“决策沙盘”。
一、60年降雨的“CT扫描”
我们用PCSWMM加载了某雨量监测站近60年（1954—2013年）的连续实测降雨记录。用传统人工分析手段来解析这些数据需要耗时数个月，而PCSWMM仅需3步就能完成对海量数据的智能解析：
第一步：智能事件切片
◇ 智能生成年事件：自动生成60个年降雨事件，并计算出每一年降雨事件的最大降雨强度、最小降雨强度、降雨历时、平均雨强、总降雨量等关键指标。
▼ 60年连续实测降雨序列
▼ 年事件分析
◇ 智能生成月事件：自动生成720个月降雨事件，逐一算出每个月降雨事件的最大降雨强度、最小降雨强度、降雨历时、平均雨强、总降雨量，让降雨的月度特征清晰呈现。
◇ 智能生成场次事件：通过设定12h的最小场次间隔，仅用一秒就能从连续的降雨数据中切割出5212场独立降雨场次，高效且精准地分离出每场降雨的完整轮廓。
第二步：多维特征提取
对5212场次降雨自动进行全方位统计，涵盖每场降雨的峰值强度、总雨量、历时等核心特征。
◇ 降雨历时最长的场次：#4491场次，降雨开始时间：2005年10月6日20时，历时121h，展现了该场次极端降雨的持续能力。
◇ 降雨强度峰值出现的场次：#1342场次，降雨开始时间：1969年7月27日7时，历时9h，体现了该场次短时强降雨的爆发力。
◇ 总降雨最大的场次：#943场次，降雨开始时间：1964年8月31日11时，历时24h，彰显了该场次强降雨的整体水量规模。
第三步：极端事件标记
特别标注1964年飓风Cleo事件（下图中“事件943”）——该事件 12 小时降雨量为 268.7mm，达到了500年重现期标准，成为当地重要的设计基准。这场事件也凸显了极端天气事件的罕见性与超强致雨能力。
▼ 1964年飓风降雨事件:
12小时降雨量达500年重现期标准示意图
二、IDF曲线的“基因测序”
当传统方法还在依赖手动计算设计暴雨时，PCSWMM已经凭借技术革新实现了三重突破：
多源数据融合（权威数据联盟）
PCSWMM能够无缝对接NOAA Atlas 14官方数据库——该数据库为美国国家海洋和大气管理局（NOAA）发布的权威降水频率研究数据库，被全球水利工程师公认为暴雨分析领域的"黄金标准"，并可自动匹配本地化的气候标准值。
◇ 无缝对接：PCSWMM内置Atlas 14数据接口，操作极为便捷，只需输入经纬度即可调取当地官方参数。
◇ 智能校准：当用户导入实测数据（如1954—2013年降雨记录）时，可自动将其与Atlas 14的基准值进行对比分析，并生成详细的误差分析报告，为数据的准确性提供有力保障。
◇ 动态更新：支持导入Atlas 14最新版本的CSV格式数据，确保用户始终能使用到最前沿、最精准的权威数据，适应气候数据不断更新的需求。
▼ 降水频率研究数据格式示例
智能频率分析
支持5分钟—60天全时段频率分析。通过精准的算法运算，能够生成误差小于5%的IDF曲线，自动匹配25年、100年等设计标准，为工程设计提供可靠依据。
▼ 生成强度-历时-频率曲线
暴雨情景库
内置了诸多典型事件模板——如1969年“60年降雨强度最大”（74.7mm/h）、2005年“马拉松降雨场次”（降雨持续5天）等具有代表性的降雨事件——并能一键生成典型场次情景的频率分析，为研究不同极端暴雨情景提供了便捷、丰富的参考资料。
▼ 典型降雨情景库频率分析
三、工程设计的“决策沙盘”
PCSWMM对降雨的分析不只停留在数据呈现，更能转化为工程设计的有效依据：
工程设计验证
通过 PCSWMM构建的降雨分析模型，能够对现有河道管网行洪排涝能力进行精准评估（例如分析某河道在100年一遇设计降雨下的行洪能力），为河道行洪治理提供支撑。
▼ 通过PCSWMM构建的模型发现
河道行洪能力不足
风险时段预警
借助对海量降雨数据的分析，能够精准锁定暴雨高发的风险时段。例如通过分析发现8月下旬的12小时暴雨发生概率是其他时段的2.7倍，为防汛管理提供科学辅助支撑。
移动端推演
PCSWMM不受设备限制，支持在手机、iPad、平板等移动设备上快速模拟飓风降雨，实时预测内涝范围。
▼ 内涝预测
降雨径流拟合
本次60年降雨记录中解析出了5212个降雨场次，PCSWMM可以对这些降雨场次产生的径流进行分析，分析每个场次的最大径流、平均径流与降雨的拟合情况，为精准预测径流趋势、优化防洪排涝工程体系设计、制定水资源管理策略提供科学的数据支撑。
▼ 5212个降雨事件平均径流与降雨强度拟合情况
▼ 5212个降雨事件最大径流与降雨强度拟合情况
注：为了能更简洁地体现最大径流分布与降雨分布的离散情况，特将汇水区设置为100%不透水，以便更清晰地通过最大径流表征降雨规律。
结语
让我们回到一开始的问题：通过分析近60年的降雨记录，PCSWMM能够得出怎样的规律？
我们以NOAA官方发布的降水频率研究结果作为基准，绘制IDF曲线图，并叠加汇水区60年实测长序列降雨数据，就可以得到下图：
▼ 60年降雨频率分析IDF曲线图
从图中可以直观看到降雨数据中潜藏的规律：当某个场次的降雨历时为1h时，对应的降雨强度近似达到25年一遇设计标准；当降雨历时延长到10h，对应的降雨强度近似达到500年一遇设计标准。
从毫米级的数据切片，到对千年一遇尺度降雨规律的科学预测——PCSWMM正以强大的功能重新定义降雨分析流程，用数字孪生技术重构暴雨防御体系，将海量降雨数据转化为清晰的规律，提供实用的决策依据，帮助您透彻洞察“暴雨密码”。
END
供稿丨刘海娇
编辑丨段宇
审核丨薛丽娟
