水文学原理(第四章降水).ppt

教学要求： 1 降水的形成与分类（了解） 2 降水要素（掌握） 3 降水的分级（了解） 4 降水的时空分布特征表示方法（掌握） 5 降水观测与计算（了解） 6 流域平均降水量的计算（掌握，重点） 7 影响降水量的因素（了解） 8 我国降水量的时空分布特点（了解） 第一节 降水的类型及时空分布 一 降水的形式 ??1 定义：降水是指液态或固态的水汽凝结物从云中降落到地面的现象。 ??2 形式：雨、雪、雹、露、霜、霰等 ?3 意义： 降水是水循环最活跃的因子；人类用水的基本来源（可再生水资源）；降水资料是分析河流洪枯水情、流域旱情的基础；是水资源开发利用和管理规划的依据。 4 降水的形成 蒸发蒸腾——水汽上升——气压降低、体积膨胀、气温下降——凝结成云滴——碰撞增大——降水。 5 降水形成的三个条件 形成降水，必须具备三个条件：1）大量的暖湿空气源源不断地输入雨区；2）地面空气强烈上升的机制; 3）冷却凝结； 即地面暖湿空气 -→ 抬升冷却 -→ 凝结为大量的云滴 -→ 降落成雨。 二 降雨的基本要素及时空分布特征 1 降雨要素1）降雨量：指一定时间段内降落在某一面积上的总水量； 2）降雨历时：指一场降水自始至终所经历的时间； 3）降雨时间：指对应于某一降水而言的； 4）降雨强度：指单位时间内的降水量； 5）降雨面积： 3.降雨的时空分布特征表示方法 1） 降水过程线：表示降水随时间变化过程的曲线； ?? 2） 降水量累积曲线 X轴—时间（h, d, m） Y轴—自降水开始到各时刻降水量累积值； 降水强度等于降水量累积曲线的导数； ????平均降水强度 ? ? 瞬时降水强度 ? ? 某站一次降雨实测的各时段雨量 计算和绘制该次降雨的时段平均降雨强度和累计雨量过程线。 根据水文年鉴资料，计算得某站的7月16日的一次降雨累计过程如表所示，需要推求时段均为3h的时段降雨量。 例题：某地区降雨量的计算时段为3小时，经计算，相邻3个时段面降雨量分别为15mm、30mm、9mm，试绘制降雨过程线图和累计降雨量图。 3） 等降水量线(等雨量线) 在一个区域某段时间内,降水量相等点的连线所构成的等值线。 降水量等值线表示了给定时段内降水量随空间的变化规律； ?? 4） 降水特征综合曲线（如下图所示） 第二节 降水的类型及影响因素 一 降雨的类型 二 影响降水量的因素 1 地理位置的影响 1）纬度：纬度低气温高，空气湿度大，降水量大，地 球上2/3的降水分布在南北纬30度之间，以赤道附近为 最多，向两极逐渐递减。 2）海陆分布：沿海地区大气中水汽含量多，水循环交替强烈，雨量丰富，向内陆逐渐减少。如在同一纬度上： 青岛 ----济南----西安 ----兰州 646 ---- 621 ---- 566 ---- 325 mm 2 大气环流的影响 大气环流决定着大气的流场和风速场，从而直接影响全球水汽的分布变化，以及水汽输送的途径和强度。 3 地形的影响 主要是通过气流的屏障与抬升作用对降水的强度和时空分布产生影响。一般情况下迎风坡降水量大，背风坡降水量小。 地形对降水的影响程度决定于地面坡降、气流特征以及地表高程的变化等因素。 不同地区的水汽含量不同，降水量随高程的递增率差异很大。 4 森林的影响 森林对降水量的影响，有着不同的认识： 1）可增大降水量：法国学者对美国东部大流域研究认为，森林覆盖率增10%，降水量可增加3%左右。 2）影响不大：森林不会影响大尺度气候，只能对微尺度的气候产生一定的影响，最多增加降水量1-3%。 ? 3）减少降水量 森林能抑制地面温度升高，削弱对流，减少降水量；植物叶面对降水量截留可占总降水量的10-20%，全部用于蒸发，间接减少了降水量；森林对降水的影响研究受到典型性、测试条件、测试精度等影响，有待于进一步研究。 5 水体的影响 ? 大面积水体表面光滑，阻力小，易产生对流，减少降水量；水面易产生逆温现象，上升气团稳定，不易形成降水。 6 人类活动影响 一般都是通过改变下垫面条件而间接影响降水，其影响或减少降水，或增大降水。 ?? 植树造林、大规模砍伐森林、修建水库、灌溉农田、围湖造田、疏干沼泽…… “雨岛效应”—即城市的增雨作用。其影响的程度、增雨量的大小，与城市的规模、工厂的多少、当地气候湿润的程度等有关。 第三节 降雨资料的分析与插补 1.降雨资料的合理性分析 1)利用本地区绘制的等雨量线图来审查个别站的降雨量资料是否合理。 2