水文学2010-4.ppt

Dr. Gao Jiarong Hydrology 主要内容 降水要素及其时空变化表示方法 降雨的类型及影响因素 区域平均降雨量计算方法 降雨资料的检验 降水要素及其时空变化表示方法 降水及其基本要素 降雨时间变化的表示方法 等雨量线 降雨特性综合曲线 降水及其基本要素 降水的基本要素 降水的基本要素就是描述降水的一些基本指标，主要有降水量、降水历时、降水强度、降水面积。 降水时间变化的表示方法 降水时间变化的表示方法 降水过程线与降水累积曲线 时段降雨量柱状图 等雨量线 降雨特性综合曲线 降雨特性综合曲线 降雨特性综合曲线 降雨类型及其影响因素 各类型降雨的分布 影响降雨的因素 地理位置 气旋路径 地形 森林 水体 区域平均降雨量计算方法 基本原理 等雨量线法 泰森多边形法 算术平均法 高程雨量法 基本原理 等雨量线法 泰森多边形法 泰森多边形法 在地图上将降水观测点两两相连，构成许多三角形（包括邻近流域的测站），形成三角形网 然后对每个三角形各边作直平分线，用这些垂直平分线构成以每个测站为核心的多边形 假定每个雨量站的控制面积即为此多边形面积（流域边界内） 算术平均法 距离平方倒数法 区域平均降水量计算实例 降雨资料的检验 双累积曲线 降水的空间分布和时间变化 在流域系统中，降水的输入在空间和时间上变化迅速，比较不同类型降水过程 降水量和降水强度是时间的函数 不规则（随机性） 年降水过程（周期性） 很难辨认其趋势 了解降水的特性 降水过程的时空分布 一次降水开始时间 降水过程的持续时间变化 某一持续时间内降水量的变化 降水的空间分布 计算及检验方法 降水过程的时空分布 时间间隔 独立降水过程(Weibull) 降水过程的持续时间 重视频率/降水类型/概率密度函数 降水量的分布 降水量的频率分析 参见水文统计 计算题 计算题 计算题 问题与思考 掌握降水的时空表示方法 掌握区域平均降水的计算方法（泰森多边形） 理解双累积曲线法 了解降水的时空分布研究 作业习题（一） 计算基本资料 　　湿润带 年降水量800～1600mm，年降水日数平均120～160d。其区域包括秦岭—淮河以南的长江中下游地区，云南、贵州、四川和广西大部分地区。 半湿润带 年降水量400～800mm，年降水日数平均80～100d。其区域包括华北平原、东北、山西、陕西大部、甘肃、青海东南部、新疆北部、四川西部和西藏东部。 　 半干旱带 年降水量200～400mm，年降水日数平均60～80d。包括东北西部、内蒙、宁夏、甘肃大部、新疆西部。 干旱带 年降水量少于200mm，年降水日数低于60d，包括内蒙、宁夏、甘肃、沙漠区、青海柴达木盆地、新疆塔里木盆地和噶尔盆地、藏北羌塘地区。 降水量以降落在地面上的水层深度表示，单位mm。8时至次8时降水量为当日降水量。 降水量可采用器测、雷达探测或利用气象卫星云图估算。 降水量的观测 雨量器是直接观测降水量的器具，它由承雨器、漏斗、储水瓶和雨量杯组成，承雨器口径为200mm，分辨率为0.1mm。　　一般每日8时及20时各观测一次。雨季增加观测段次。 （1）雨量器 雨量筒 称重式 可连续记录降水重量，包括雪、冰雹及混合降水。 虹吸式 记录累积雨量曲线。 翻斗式 翻斗每承接0.1mm雨水向记录器输送一个脉冲信号。较为适用作遥测雨量计。 （2）自记雨量计 虹吸式自记雨量计 承雨器 时钟 虹吸管 记录纸 容器 浮子 储水瓶 自记笔 　气象雷达利用云、雨、雪等对无线电波的反射来发现目标。根据雷达探测到的降水回波位置、移动方向、移动速度和变化趋势等资料，可预报探测范围内的降水量、降水强度及起迄时刻。 （3）雷达探测 　　目前水文业务利用地球静止卫星云图资料。在卫星云图上，一些天气系统可以根据特征云型分辨出来。 （4）气象卫星云图 理论上，降雨量的空间分布可以表达为： 流域平均降雨量： 如 何 计 算 ？ 区域离散化——确定计算单元（雨量空间均匀） 根据雨量站网测得数据确定每个单元降雨量 算术平均法 当流域内雨量站分布较均匀，地形起伏变化不大时，可用算术平均法求得流域上的平均降水量 流域平均雨深计算 加权平均法（泰森法） 当流域内雨量站分布不均匀时，假定流域各处的降水量由距离最近的雨量站代表。流域平均降水量式中，fi/F 表示第i 雨量站的面积权重。 泰森法划分雨量站控制面积示意图 。 。 。 。 f1 f2 f3 f4 P1 P2 P3 P4 某一流域有n个雨量站 P1, P 2, … P n 要求划分各雨量站权重面积 (1) 勾绘n -２个锐角三角形 (2) 绘制三角形各边的垂直平分线 (3) 量算n个