DB50_T 958-2019 重大建设项目气候可行性论证技术规范.docx

ICS 07.060A 47DB50重庆市地方标准DB50/T 958-2019重大建设项目气候可行性论证技术规范Technical specifications for climatic feasibility demonstration of major constructionprojects2019-12- 30 发布2020-04 -01 实施重庆市市场监督管理局发 布DB50/T 958-2019目次前言 . II1  范围 . 12  规范性引用文件 . 13  术语和定义 . 14  一般规定 . 25  需求调研与资料收集 . 36  论证内容 . 47  结论及建议 . 6附录 A（资料性附录）数值模拟 . 7附录 B（资料性附录）报告构成示例 . 9附录 C（资料性附录）气候极值推算方法 . 11IDB50/T 958-2019前言本标准按照GB/T 1.12009的规则起草。本标准由重庆市气象局提出并归口。本标准起草单位：重庆市气候中心。本标准主要起草人：刘晓冉、廖代强、王颖、孙佳、朱浩楠、李永华、康俊、周杰、姜平、张芬。IIDB50/T 958-2019重大建设项目气候可行性论证技术规范1范围本标准规定了重大建设项目气候可行性论证的一般规定、需求调研与资料收集、论证内容、结论及建议的要求。本标准适用于需进行气候可行性论证的重大建设项目。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 38401991 制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 187102002 风电场风能资源评估方法GB/T 344122017 地面标准气候值统计方法GB 500092012 建筑结构荷载规范GB 500142006 室外排水设计规范GB 500192015 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 505482018 330kV750kV架空输电线路勘测标准QX/T 1182010 地面气象观测资料质量控制QX/T 2422014 城市总体规划气候可行性论证技术规范QX/T 4232018 气候可行性论证规范 报告编制DB 50/T 583.12015 气象灾害风险评估技术规范 第1部分：暴雨3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1气候可行性论证climatic feasibility demonstration对与气候条件密切相关的规划和建设项目进行气候适宜性、风险性及可能对局地气候产生影响的分析、评估活动。QX/T 2422014，定义3.43.2参证气象站reference meteorological station气象分析计算所参照具有长年代气象数据的国家气象观测站。QX/T 4232018，定义3.11DB50/T 958-20193.3气象灾害meteorological disaster暴雨、干旱、高温、强降温、雷电等灾害性天气所造成的灾害。DB 50/T 583.12015，定义 3.13.4灾害风险risk of disasters特定区域内由于灾害发生所造成的人员伤亡、财产损失和经济活动中断的预期损失。DB 50/T 583.12015，定义 3.23.5重现期recurrence interval在一定长的统计期间内，等于或大于某统计对象出现一次的平均间隔时间。GB 500142006，定义 2.1.183.6暴雨强度storm intensity单位时间内的降雨量。工程上常用单位面积内的降雨体积来计，其计量单位以 L/shm2 表示。GB 500142006，定义 2.1.173.7设计风速design wind speed工程设计标准所要求的离地 10m 高 10min 平均最大风速。GB 505482018，定义 2.1.294一般规定4.1论证内容论证重大建设项目的气候适宜性、风险性及对局地气候产生的可能影响。4.2论证程序论证程序包括两个阶段：第一阶段主要包括项目建设单位提供气候可行性论证任务书、需求调研与资料收集、确定论证内容、编写工作大纲；第二阶段主要包括气候适宜性分析、气象灾害风险性分析、项目对局地气候的影响分析、气候可行性论证报告编制。论证程序见图 1。2项目建设单位提供气候可行性论证任务书需求调研与资料收集确定论证内容编写工作大纲DB50/T 958-2019第一阶段气候适宜性分析气候对项目的影响分析             气象灾害风险性分析第项目对局地气候的影响分析气候可行性论证报告编制图1重大建设项目气候可行性论证程序二阶段4.3论证方法4.3.1统计分析主要采用数理统计分析方法，包括平均值统计、极值统计、概率分析、回归分析等。4.3.2数值模拟数值模拟方法包括模式的选取、模式运算的初始资料准备、模拟运行方案设置等。具体情况可参考附录A。4.4论证报告4.4.1报告文字应简洁、准确，且论点明确。能用图表形式表述的，应使用图表表述。原始数据、全部计算过程可编入附录，所参考主要资料应按其发表的时间顺序由近至远列出目录。4.4.2论证内容较多的报告，重点论证专题可另编专题报告。4.4.3报告应全面概括地反映气候可行性论证的全部工作，报告的构成示例参见附录 B。5需求调研与资料收集5.1需求调研对项目情况的需求调研内容包括但不限于以下方面：项目建设内容、性质、规模及平面布局情况；项目场址周围的地形地貌特征；项目场址及附近气象台站的经度、纬度和海拔高度；项目场址周边的气象灾害及灾情记录；项目对气候资料的需求情况。3DB50/T 958-20195.2资料收集5.2.1气候观测资料5.2.1.1参证气象站建站以来的气候资料，包括气温、降水、气压、湿度、风向、风速、日照、能见度和各类天气现象日数等，所用资料时间长度不宜少于 30 年。5.2.1.2参证气象站气候资料应能充分代表当地的气候状况。当参证气象站的资料代表性较差时，应在当地设立临时气象观测站进行气候观测。临时气象观测应满足 QX/T 4232018 中 5.4.2 的要求。根据参证站和临时站同期观测数据间的差异，用统计方法对参证气象站的资料进行修正。5.2.1.3收集的气候资料应分别按 GB/T 34412 和 QX/T 118 的规定进行统计和质量控制。5.2.2气象灾害资料收集参证气象站建站至项目被论证的当年为止的气象灾害资料，包括灾害种类、时间、地点、强度、持续时间以及造成的人畜伤亡数和直接经济损失等。5.2.3基础信息资料收集与建设项目有关的高程、土地利用等高分辨率地理信息数据，及人口、GDP 等社会经济资料。5.2.4模式资料收集与建设项目有关的大气环流资料、再分析资料和数值模拟所需资料。5.2.5其他资料收集与建设项目有关的文献资料。6论证内容6.1大气环流背景分析6.1.1月、季、年大气环流背景场分析。6.1.2典型灾害性天气的环流背景分析。6.1.3水平方向和垂直方向的环流特征。6.2区域气候特征分析6.2.1 气温。统计分析当地各月、季、年平均气温和平均最高、最低气温等。6.2.2 降水。统计分析当地月、季、年降水量。6.2.3 气压。统计分析当地各月、季、年平均气压。6.2.4 湿度。统计分析当地月、季、年平均相对湿度和最大相对湿度。6.2.5 风。统计分析当地月、季、年平均风速，绘制月、季、年风向玫瑰图。6.2.6 日照。统计分析当地月、季、年日照时数和日照百分率。6.2.7 能见度。统计分析当地月、季、年平均能见度、最小能见度。6.2.8 天气现象。统计分析当地月、季、年平均雷暴、雾、冰雹等日数。6.2.9 太阳辐射。统计分析当地月、季、年总太阳辐射量。6.2.10 极端天气气候事件。统计分析当地高温、干旱、暴雨、大风、雷暴、冰雹、低能见度等极值。6.3气象灾害风险性分析4DB50/T 958-20196.3.1灾害选取宜根据论证项目的性质，选取与项目密切相关的气象灾害。6.3.2风险分析对影响项目建设主要气象灾害的危险性、暴露度、脆弱性等进行分析。6.3.3风险评估风险评估应包括但不限于以下内容：气象灾害的平均发生频率及年际变化情况；气象灾害对项目的规划、建设和运营期的安全及生产可能造成的影响；趋利避害的对策与建议。6.4工程设计气象参数推算6.4.1设计基准值6.4.1.1设计风速按 GB 505482018 中 31.2 的规定计算。核电站及相关工程的设计风速应另进行专题分析评估。6.4.1.2基本风压按 GB 500092012 附录 E.2 的规定计算。6.4.1.3阵风系数按 GB 500092012 中 8.6 的规定计算。6.4.1.4暴雨强度按 GB 500142006 中 3.2.3 的规定计算。6.4.2风能参数风功率密度、风切变指数、湍流强度按 GB/T 187102002 附录 B 的规定计算。6.4.3污染气象条件6.4.3.1 污染系数，绘制 16 个方位污染系数玫瑰图，确定主要污染方位。6.4.3.2 大气稳定度按 GB/T 3840 的规定计算。划分大气稳定度等级，统计分析各类稳定度的出现频率。6.4.3.3 混合层高度按 GB/T 3840 的规定计算。统计分析月、季、年及日平均、日最大和日最小混合层厚度。6.4.3.4 计算风向、风速、大气稳定度联合频率，统计分析月、季、年联合频率。6.4.4室外设计气象参数采暖、通风、空气调节室外设计气象参数按GB 500192015中4.2的规定计算。6.4.5重现期极值采用多种概率模型拟合极值序列，选取最优线型进行重现期极值计算。概率分布及参数估计方法可参考附录C。重现期极端最高气温；重现期极端最低气温；重现期年极值降水；项目所需其他要素的重现期极值。5DB50/T 958-20196.4.6其他单要素和复合要素工程气象参数根据建设项目的要求，对其他单要素和复合要素气象参数进行推算。推算应选用多种统计方法进行比较，以确定适用方法，保证推算结果的可靠性。6.5项目对局地气候的影响6.5.1调查分析通过收集与建设项目有关的文献资料，分析建设项目对局地气候产生的可能影响。6.5.2模拟分析采用数值模式模拟项目建成后局地气温、风场、湿度等气象环境要素的变化，评估建设项目对局地气候的影响。7结论及建议归纳项目建设的气候适宜性、气象灾害风险性及项目对局地气候的影响，结合相关调查和模拟数据，给出气候可行性论证结论，并提出对策与建议。6模式名称简介适用尺度WRFWRF 模式是由美国国家大气研究中心（NCAR）、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、美国国家环境预报中心等知名科研、业务机构共同研发的数值模式。可用于天气预报业务、大气科学研究、区域气候数值模拟等，在国内外气象领域得到广泛应用。区域性气候局地气候ARPSARPS 模式是由美国俄克拉荷马大学风暴分析预报中心研发的数值模式，可用于局地强对流、超级单体风暴乃至龙卷风的数值模拟，是一个在国内外较为知名的数值模式。局地气候微气候RAMSRAMS 模式是由美国科罗拉多州立大学研发的数值模式，能应用于对流性天气过程模拟、局地气候模拟、大涡模拟等不同尺度的研究。目前 RAMS 已在超过 40 个国家的科研业务机构中得到应用。局地气候微气候CFDCFD 模式是计算流体力学模式的总称，该类模式通过不同计算方法求解流体力学方程，进而得到局地气流的分布形式。可应用于局地复杂地形的风场适应、建筑物对气流的影响等微气候领域研究。常用的商用 CFD 模式有 Phoenix CFD、Fluent 等。微气候PBLMPBLM 模式是由南京大学研制的微气候尺度模式，可应用于区域边界层研究、建筑物对风环境的影响、局地气候对下垫面改变的响应等。目前已在国内气候可行性论证工作中得到广泛应用。局地气候微气候DB50/T 958-2019AA附录A（资料性附录）数值模拟A.1数值模式介绍及选择数值模式是使用数值方法对大气动力方程及物理过程进行求解，从而得到气象环境要素的重要工具，被广泛应用于天气预报、城市规划设计、气候可行性论证等领域。在实际工作中，宜选择性能得到过检验的数值模式。气候可行性论证最常涉及的空间尺度为区域性气候、局地气候和微气候，表A.1为国内外气候可行性论证工作常用的数值模式。表A.1数值模式简介A.2模拟数据准备模式运算应使用经过订正后的实际观测资料或其他经过验证的再分析数据作为初始场，并宜通过资料同化技术对模式误差进行修正。模式使用的下垫面地理信息数据应具有可靠来源，且应至少包括论证区域的地形、土地利用等资料。如有不同方案需要论证，应当进行敏感性试验。A.3模拟方案根据项目的需求，宜选择不同的模拟方案：1)  典型天气个例模拟：应根据历史气象资料统计，选择符合论证区域典型气象条件的天气个例进行模拟，研究典型天气条件下论证区域的大气状况；7DB50/T 958-20192)  平均气候状况模拟：应选取所论证区域近五年中至少一年的春夏秋冬各季节的典型月（1、4、7、10 月）进行模拟，另外可根据需求及实际气候特征决定是否进行季节长度的模拟。8DB50/T 958-2019BB附录B（资料性附录）报告构成示例1 项目概述1.1 项目背景1.2 工作目标1.3 评估对象和范围1.4 评估区域周边气象站概况1.5 参证气象站选取1.6 编制依据2 大气环流背景分析2.1 月、季、年大气环背景场分析2.2 典型灾害性天气的环流背景分析2.3 水平方向和垂直方向的环流特征3 区域气候特征分析3.1 气温3.2 降水3.3 气压3.4 湿度3.5 风向风速3.6 日照3.7 能见度3.8 各类天气现象日数3.9 太阳辐射3.10 极端天气气候事件3.10.1 高温3.10.2 干旱3.10.3 暴雨3.10.4 大风3.10.5 雷暴3.10.6 冰雹3.10.7 低能见度3.10.8 其他4 气象灾害风险评估4.1 暴雨灾害风险识别与评估4.1.1 暴雨风险识别4.1.2 暴雨灾害风险评估4.1.3 暴雨风险对策、措施与建议4.2 高温灾害风险识别与评估4.2.1 高温风险识别9DB50/T 958-20194.2.2 高温灾害风险评估4.2.3 高温风险对策、措施与建议4.3 其他相关气象灾害风险识别与评估5 工程设计气象设计参数5.1 设计风速5.2 基本风压5.3 暴雨强度5.4 污染气象条件5.5 室外设计气象参数5.6 重现期极值5.7 其他相关气象参数6 项目建设对局地气候的影响6.1 模式介绍6.2 模式参数及试验设计6.3 局地气候精细化数值模拟6.4 项目建设对局地气候的影响7 结论及建议7.1 结论7.2 建议10概率模型分布函数模型参数广义极值分布-尺度参数， -位置参数， -形状参数对数正态分布，-初始位置， -均值， -标准差威布尔分布，-尺度参数， -初始位置， -形状参数皮尔逊-III 型分布，-初始位置， -形状参数， -尺度参数耿贝尔分布-尺度参数， -位置参数指数分布-尺度参数， -初始位置注： 是指标准正态分布。DB50/T 958-2019CC附录C（资料性附录）气候极值推算方法C.1概率模型简介在研究和实际应用中，推算气候极值较常用的概率分布模型包含广义极值分布、对数正态分布、威布尔分布、皮尔逊-III型分布、耿贝尔分布、指数分布等。其中对数正态分布和威布尔分布可以是两参数分布，也可以是三参数分布。显然，两参数分布是三参数分布的特殊情形，因此，三参数分布拟合精度更高，适用范围更广。6种常用概率模型的分布函数及其参数情况如表C.1所示。表C.1概率模型简介C.2参数估计方法概率模型的参数估计方法十分繁杂，常用方法有矩法、极大似然法、最小二乘法、变量变换法、间隔最大积、适线法、概率加权矩法、线性矩法等。目前使用较为广泛的是概率权重矩法和线性矩法，线性矩是概率权重矩的线性组合，以下列出线性矩方法的参数估计。11概率模型线性矩估计广义极值分布，                                             ；对数正态分布，                                                                                 ；威布尔分布，迭代求解 k；                                                                 。皮尔逊-III 型分布当           时，                ，                                        ；DB50/T 958-2019将样本序列按照由小到大顺序排列为，概率权重矩的无偏估计式为. (C.1)线性矩是概率权重矩的线性组合Hosking（1990），表达如下：. (C.2)定义比值分别为L-Cv、L-skewness、L-kurtosis。6种概率分布的分布函数的线性矩估计式如表C.2所示。表C.2概率模型的线性矩估计12误差变量计算公式柯尔莫哥洛夫拟合适度DnPPCC点距相关系数R；绝对均方根误差RMSE；相对均方根误差 Um注：                      ，经验频率              ， 为实测样本升序排列后的各观测值。当                        时，                     ，                                                           ；，耿贝尔分布；                       ；指数分布；注：       是指标准正态分布的反函数，erf是指误差函数。DB50/T 958-2019C.3概率模型优选常用的误差分析方法有柯尔莫哥洛夫拟合适度Dn、PPCC点距相关系数R、绝对均方根误差RMSE、相对均方根误差Um等。计算公式如表C.3所示。、基于理论频率和经验频率计算，、基于拟合值与实测值计算。Dn越小，R越大，RMSE越小，Um越小，拟合效果越好，对比选取最优概率模型进行极值推算。表C.3常用的误差分析统计量_13