环境管理_水文学之影响降水的因素

三 影响降水的因素 降水是受地理位置 大气环流 天气系统 下垫面条件等因素综合影响的产物 影响降水的因素主要有 一 地形条件的影响 二 森林对降水的影响 三 水体的影响 四 人类活动的影响 一 地形条件的影响 通过对气流的屏障作用和抬升作用对降水的强度与时空发生影响 我国许多丘陵山区迎风坡为多雨区 背风坡为雨影区 eg 四川盆地西部山地 受地形抬升作用 降水可达到1500 2000mm 形成大陆内部的暴雨区 我国台湾岛平均年降水达到2429mm 台湾山脉东部可达3000mm以上 火烧辽1912年P达到8408mm 平均为6558mm 最大一日降水量1672mm 地形对降水的影响取决于地面坡向 气流方向及地表高程的变化 但是这种地形的抬升雨并非是无限制的 当气流被抬升到一定高度后雨量达到最大值 此后雨量就不再随地表高程的增加而继续增大 甚至反而减少 对此 柏塞尔曾根据瑞士的资料得出 在最大降水量出现的高度以下 降水量与高程之间的经验关系可用下式表示 Ph P0 1 414h 382tan 2 58 式中 Ph为相对于高度h的降水量 P0为山麓处的降水量 为山坡的平均坡度 二 森林对降水的影响 目前看法不同第一种 增加大气湿度 增大降水根据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测 森林不仅能保持水土 而且直接增大降水量 我国吉林省松江林业局通过对森林区 疏林区及无林区的对比观测 森林区的年降水量分别比疏林区和无林区高出约50毫米和83毫米 第二种 削弱对流 减少降水我国著名的气象学者赵九章认为 森林能抑制林区日间地面温度升高 削弱对流 从而可能使降水量减少 另据实际观测 茂密的森林全年截留的水量 可占当地降水量的10 20 这些截留水 主要供雨后的蒸发 总体来说 森林对降水的影响肯定存在 至于影响的程度 是增加或是减少 还有待进一步研究 并且与森林面积 林冠的厚度 密度 树种 树龄以及地区气象因子 降水本身的强度 历时等特性有关 三 水体的影响 陆地上的江河 湖泊 水库等水域对降水量的影响 主要是削弱对流 减少降水 雷雨不过江 这句天气谚语 形象地说明了水域对降水的影响 这是由于大水体附近空气对流作用 受到水面风速增大 气流辐散等因素的干扰而被阻 从而影响到当地热雷雨的形成与发展 如 新安江水库建成后 库区北部的年降水量明显减少 最大可减少100毫米 年 估计库区中心可能减少150毫米 占全年降水量的11 左右 四 人类活动的影响 改变下垫面间接影响降水 例如 植树造林 或大规模砍伐森林 修建水库 灌溉农田 围湖造田 疏干沼泽等 需要着重指出的是 城市对降水的影响 这种影响主要表现为城市的增雨作用 例如 南京市区年降水量比郊区多22 6毫米 人工降水直接影响降水 例如 使用飞机 火箭直接行云播雨 或者反之驱散雷雨云 消除雷雹等 虽然这些方法早已得到了实际的运用 但迄今由于耗资过多 只能对局部地区的降水产生影响 四 可能最大降水 probablemaximumprecipitation PMP PMS 一 基本概念和研究意义基本概念 指在现代的地理环境和气候条件下 特定的区域在特定的时段内 可能发生的最大降水量 研究意义 为水利工程建设的设计提供依据以修建水库工程为例 修建目的是为了兴利 但修建后 水库大坝等工程自身又存在安全问题 一旦水库失控 将会造成重大损失 乃至引起社会的震动 所以合理的选定防洪标准具有重大意义 板桥水库溃坝事件1975年八月 河南省南部驻马店地区出现暴雨 板桥水库和石漫滩水库两座大型水库及竹沟 田岗等数五十八座中小型水库几乎同时溃坝 遂平 西平 汝南 平兴 新蔡 漯河 临泉七个县城被水淹数米深 共29个县市受灾 涉及一千二百万人 毁房680余万间 冲毁京广线铁路一百多公里 京广线中断18天 影响正常通车48天 据称死亡人数达 万人之多 直接经济损失约为100亿 二 可能最大降水估算方法简介 迄今为止 由于对于暴雨形成的物理机制不够了解并受到气象资料的限制 难以精确的计算出这个可能降水量的上限值 一般均采用半经验半理论的水文与气象相结合的模型计算PMP 本法的基本原理是 决定暴雨的因素可归结为空中水汽含量 即理论上的可能降水量w 以及降水效率 降水效率 则决定于气流的辐合与垂直运动的特性与强度 通常可以雨湿比p w作为效率的指标 即实际降水占可降水的比值愈大 降水效率就愈高 当各种因子处于最优组合的条件下 p w值最大 效率最高 其相应的暴雨称为高效暴雨 有人综合我国130多场大暴雨的可降水量w 与相应的24小时雨量p24之间的关系 其外包线显示出在高效暴雨条件下的p24与w之间存在近似的线性关系 根据这一线性关系可建立可能最大暴雨量pm的计算公式 式中 p为选定的高效暴雨量 Wm w分别为当地可能最大暴雨