水文學(xué)(第五章).ppt

1、1,水 文 學(xué)Hydrology,湯 婕 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 2013.5,2,主要內(nèi)容： 一、 降水的觀測 二、 降水的特征和表示方法 三、 流域平均降水量的計算 四、 暴雨強度公式的推求,第五章 降雨資料的收集與整理,3,一、 降水的觀測,- 器測法 （1）雨量器：是最簡單的測雨器，分時段人工觀測。把24h分成幾個時段進行，以8時作為日分界點,4,稱重式自記雨量計： 虹吸式自記雨量計：翻斗式自記雨量計：,（2）自記雨量計,可確定出降雨的起迄時間、雨量大小、降雨強度的變化過程； 儲存推求降雨強度和確定暴雨公式的資料； 應(yīng)與雨量器同時進行觀測，便于校核。,5,- 雷達探測： 氣象雷達利

2、用云、雨、雪等對無線電波的反射現(xiàn)象，隨時探測降水回波位置、移動方向、移動速度和變化趨勢，預(yù)報探測范圍內(nèi)的降水、強度及開始和終止時刻。 有效探測范圍40-200km,- 氣象衛(wèi)星云圖：利用衛(wèi)星隨時發(fā)回的云圖資料，對降雨等進行預(yù)測,7,二、 降水的特征和表示方法,（一） 降水的特征 降水量 降水歷時 降水強度 降水面積 暴雨中心,降水三要素,8,降水量是指在一定時間內(nèi)降落在某一面積上的水量，以降落在不透水平面上的雨水（或融化后的雪水）的深度來表示，以mm計。,9,次降水量是指一次降水開始到結(jié)束時所降的水量。 日降水量是指一日中的降水量，月降水量是指一月中的降水總量、年降水量是一年中的降水總量。 最

3、大降水量是指一次、一日、或一月、或一年中降水的最大量。,10,降水歷時是指從降水開始到降水結(jié)束所經(jīng)歷的時間。一般以日、小時、分為單位。,11,降水強度：單位時間內(nèi)的降水量稱為降水強度或雨率，以mm/min或mm/h計。 平均降水強度：在t降水歷時內(nèi)的降水量P，即： 瞬時降水強度：,12,(二) 降水的表示方法 為了充分反映降水隨時間的變化規(guī)律和空間分布規(guī)律，常用降水過程線、降水累計曲線、降水強度歷時曲線、等降水量線等表示降水的特性。,13,1.降水過程線(又稱為雨強過程線)：是以時間為橫坐標，單位時間內(nèi)的降水量為縱坐標繪制成的降水量隨時間的變化曲線。,14,2. 降水累計曲線是以降水時刻為橫坐

4、標，以到某一時刻的總降水量為縱坐標繪制成的曲線。 它是一條遞增曲線或折線。 在累計曲線上可以明確的表達到某事某刻為止的降水量。 累計曲線上任一點的斜率就是該時刻的降水強度。,15,降水量累計曲線,16,3. 降水強度歷時曲線:反映降水強度隨降水歷時的變化曲線。,17,4. 等降水量線：區(qū)域內(nèi)降水量相等地各點連成的曲線，它反映區(qū)域內(nèi)降水的分布變化規(guī)律。在等降水量線圖上可以查出各地的降水量和降水面積，但無法確定降水歷時和降水強度。,18,等雨量線,19,我國多年平均最大24h降水量分布,(三) 我國降水量的分布,20,我國年降水量的分布 在地理分布上，大體趨勢是從沿海到內(nèi)陸，從南到北依次遞減。等降

5、水量線大致是東北西南向； 在季節(jié)分布上，大部分地區(qū)降雨集中在夏季，而冬季降水量最少。,大興安嶺陰山山脈賀蘭山巴顏喀拉山岡底斯山脈,21,三、 流域平均降水量的計算,1.算術(shù)平均法 對于地形起伏不大，降水分布均勻，測站布設(shè)合理或較多的情況下，算術(shù)平均法計算簡單、而且也能獲得滿意的結(jié)果。,22,2.加權(quán)平均法 在對流域基本情況如面積、地類、坡度、坡向、海拔等進行勘察基礎(chǔ)上，選擇有代表性的地點作為降水觀測點，每個測點都代表一定面積的區(qū)域，把每個測點控制的面積（fn）作為各測點降水量的權(quán)重，按下列公式計算流域平均降水量：,23,泰森多邊形法: 假定流域上各點的雨量以其最近的雨量站的雨量為代表，因此需要

6、采用一定的方法推求各站代表的在流域中距其最近的點的面積,泰森多邊形法便是一種求算方法。,24,1）在地圖上將降水觀測點兩兩相連，構(gòu)成許多三角形（包括鄰近流域的測站），形成三角形網(wǎng)；,25,2）然后對每個三角形各邊作直平分線，用這些垂直平分線構(gòu)成以每個測站為核心的多邊形。假定每個雨量站的控制面積即為此多邊形面積（流域邊界內(nèi)）。,f1,f2,f3,f4,f5,f6,26,3）計算流域平均雨量:,27,泰森多邊形法的前提是假設(shè)測站間的降水是線性變化，因此沒有考慮地形對降水的影響。如站網(wǎng)穩(wěn)定不變，該方法使用方便，精度較高。如果某一測站出現(xiàn)漏測時，則必須重新計算各測站的權(quán)重系數(shù)，才能計算出全流域的平均降

7、水量。,28,29,【例5.1】,30,3.等雨量線法,步驟是：（1）繪制降雨量等值線圖； （2）用求積儀或其他方法測算出相鄰等雨量線間的面積fi，用fi除以流域總面積（F）得出各相鄰等雨量線間面積的權(quán)重； （3）以各相鄰等雨量線間的雨深平均值(Pi)乘以相應(yīng)的權(quán)重( )即得權(quán)雨量 ； （4）將各相鄰等雨量間面積上權(quán)雨量相加即為流域 的平均雨量。,31,【例5.2】,32,等雨量線法的優(yōu)點是考慮了地形變化等對降水的影響，適合于地形變化較大（一般是大流域），且又有足夠數(shù)量的雨量站的區(qū)域。,33,四、 暴雨強度公式的推求,（一）根據(jù)雨量觀測數(shù)據(jù)繪制雨強歷時曲線,（二）i-t-T 關(guān)系曲線,（三）暴

8、雨強度公式的推求,小雨是指24小時內(nèi)降水量不超過10毫米的雨；小到中雨為5毫米-18毫米；中雨為10毫米-25毫米；中到大雨為18毫米-38毫米；大雨為25毫米-50毫米；大到暴雨為38毫米-75毫米；24小時內(nèi)雨量超過50毫米的稱為暴雨；超過100毫米的稱為大暴雨；超過200毫米的稱為特大暴雨。,34,（一）根據(jù)雨量觀測數(shù)據(jù)繪制單場暴雨雨強歷時曲線,【例5.3】,35,（二）i-t-T 關(guān)系曲線,在具有多年降雨資料的整理統(tǒng)計，求出不同歷時暴雨強度的重現(xiàn)期。 按不同歷時，計算重現(xiàn)期為0.25，0.33，0.5，1，2，3，5，10等年的暴雨強度，制成暴雨強度i、降雨歷時t和重現(xiàn)期T的關(guān)系表。 在普通坐標或?qū)?shù)坐標上分別繪制不同重現(xiàn)期的暴雨強度i降雨歷時t關(guān)系曲線。,36,（三）暴雨強度公式的推求,1.暴雨強度公式 式中，A 為暴雨雨力或時雨率(mm/min, mm/h); n為暴雨衰減系數(shù); b為時間參數(shù)。,37,當i與t在雙對數(shù)坐標上呈直線關(guān)系時，則,A隨重現(xiàn)期而變：,A1 為重現(xiàn)期為1年的暴雨雨力或時雨率(mm/min, mm/h);,38,設(shè)計暴雨強度公式,式中，q 為設(shè)計暴雨強度(