工程水文学第一章

1、23 降雨,一、降雨的成因和类型 二、降雨特性及图示方法 三、流域平均降雨量计算,一、降雨的成因和类型,空气的垂直上升运动 1、成因 空气中水汽含量超过饱和水汽含量 冷却凝结,2、类型,（1）锋面雨 a.冷锋雨,特点：强度大，历时短，雨区小,b.暖锋雨,特点：强度小，历时长，雨区广,思考题,长江中下游地区春夏交替时出现 的梅雨属于冷锋雨还是暖锋雨？,（2）地形雨 暖湿气流遇到丘陵、高原、山脉等阻拦，被迫沿坡上升而冷却致雨，称地形雨。 思考：降雨多发生在迎风坡还是背风坡？ 答案：迎风坡,（3）对流雨 当暖湿空气笼罩一个地区时，因下垫面局部受热增温，与上层温度较低的空气产生强烈对流作用，使暖空气上

2、升冷却而降雨，称作对流雨。,特点：强度大，雨区小，历时短。,（4）台风雨 台风雨是热带海洋上的风暴带到大陆来的降雨。,降雨分级,降雨按其雨量大小可分为6级： 日雨量小于10mm为小雨； 1025mm为中雨； 2550mm为大雨； 50100mm为暴雨； 大于100mm为大暴雨； 大于200mm为特大暴雨。,二、降雨特性及图示方法,1、降雨特性 （1）降雨量：为一定时段内降落在地面上的总雨量，常以水层深度表示，以mm计。 （2）降雨历时：指一次降雨过程所经历的时间，以min，h或d计。,（3）降雨强度：指单位时间内的降雨量， 以mm/min或mm/h计。 （4）降雨面积：指降雨所笼罩的水平面积，

3、 以km2计。 （5）降雨中心：是指降雨笼罩面积上降雨量 最为集中且范围较小的局部地点。,2、图示方法 （1）降雨量过程线 （2）降雨量累积曲线 （3）降雨量等值线图 （4）时面深关系曲线（雨量大，历时短，强度大的暴雨）,降雨量过程线,降雨量累积曲线,降雨量等值线图,三、流域平均降雨量计算,1、算术平均法： 适用范围：当流域内地形起伏变化不大，雨量站分布比较均匀时。 公式：,2、泰森多边形法 （垂直平分法） 适用范围：此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况。 Ai为各雨量站权重，即Ai=fi/F,泰森多边形法示意图,3、等雨量线法 适用范围：在较大流域或区域内，如地形起伏较大，对降雨影响显著

4、，且有足够的雨量站。 公式： 主要用于典型大暴雨的分析。,等雨量线法示意图,本节小结,一、降雨的成因和类型 二、冷锋雨、暖锋雨、对流雨各自特点 三、降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨面积、降雨中心 四、流域平均降雨量计算方法、公式及各自适用范围,24 蒸发与下渗,一、蒸发 定义：它是地面或地下的水由液态或固态化为水汽，并返回大气的物理过程。 蒸发的大小可用蒸发量或蒸发率表示。,蒸发量是指某一时段（日、月、年）内总蒸发掉的水层深度，以mm计。 蒸发率是指单位时间的蒸发量，也称蒸发速度，以mm/min或mm/h计。,陆面蒸发,1、水面蒸发：属饱和蒸发 主要影响因素：,温度、湿度、风速和气压,2、土壤

5、蒸发 影响因素：,温度、湿度、风速、气压、 土壤结构、土壤含水量、 地下水位的高低、地势和植被,蒸发能力：蒸发面在一定气象条件下充分供水时的最大蒸发量或蒸发率称为蒸发能力。 3、植物（蒸）散发：土壤中的水分经植物根系吸收，输送至叶面，散发到大气中去，称为植物散发。,4、流域蒸发量计算 主要决定于陆面蒸发 （1）是对流域内个单项蒸发分别研究，然后综合求出全流域的总蒸发，但目前比较困难。,（2）是应用流域水量平衡方程或其他经验公式间接估算流域蒸发。 对一闭合流域， EPRU 多年平均情况下，,二、下渗,下渗：是水从土壤表面渗入土壤内的运动过程。 1、下渗的物理过程： 作用力：土壤分子力、毛管力和重

6、力,（1）渗润阶段：分子力 （2）渗漏阶段：毛管力和重力 （3）渗透阶段：重力 2、下渗容量曲线 下渗量的大小可用下渗率（又称下渗强度）表示。,非饱和水流运动,饱和水流运动,下渗率：指单位时间内单位面积上渗入土壤中的水量，以mm/h或mm/min计。 下渗能力：在供水充分情况下的下渗率称为下渗容量或下渗能力。 下渗容量曲线（下渗能力曲线）：在供水充分的条件下，下渗率随时间的变化过程线。,下渗容量曲线示意图,霍顿经验公式： ft=（f0-fc）e-t+fc 式中：ftt时刻的下渗率； f0初始下渗率； fc稳定下渗率； 反映土壤特性的参数（递减指数）； e自然对数的底。,本节小结,一、蒸发 1、