水文学第五章降水资料的收集与整理

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1、内 容：重 点：难 点： 第五章第五章 降水资料的收集与整理降水资料的收集与整理降水三要素dtdPtPit0limtPi5.2 降水分布降水分布 一次降雨在其笼罩范围内各地点的大小都不一样，表示了降雨量分布的不均匀性。 5.2.1 流域平均降水量流域平均降水量 雨量站观测的降水量称点降水量，它只表示区域中某点或某一小范围的降水情况。在水文分析时需要全区域或全流域的降水量，这就需要计算出全区域的平均降水量。 区域（流域）平均降水量的计算方法常用的有：算术平均法，加权平均法和等雨量线法等。 （1）算术平均法（此方法简单，但精度较差。在流域内地形起伏不大，且雨量站分布较均匀时，可获得良好结果）n1i

2、n21n1n1PPPPPF）（2） 加权平均法加权平均法该法假定流域上各点的雨量以其最近的雨量站的雨量为代表，因此需要采用一定的方法推求各站代表的在流域中距其最近的点的面积，这些站代表的面积图称泰森多边形，如图所示。其作法是：先用直线（图中的虚线）就近连接各站为许多三角形，然后作各连线的垂直平分线，它们与流域分水线一起组成n个多边形，每个多边形的面积，就是其中的雨量站代表的面积。设第i站代表的面积为fi ,雨量为Pi ,则该法计算流域平均雨量的公式为:niiiFFfPP1)4 . 5(fi /F ： 第第i 站代表面积占流域面积的比值，称权重。站代表面积占流域面积的比值，称权重。iPif（3）

3、等雨量线法等雨量线法1）根据流域及附近的雨量站观测的同一时段的雨量值，参考地形影响，类似绘制地形等高线那样，画出如图的雨量等值线图，2）然后量出相邻等值线间的流域面积，3）可按下式计算流域平均雨量 fi ：相邻2条等雨量线间包围的面积。此法是最完善的方法，因为其考虑了地形变化对降水的影响。因此，对于地形变化大，且流域内有足够数量的雨站，能够根据降水资料结合地形变化绘出暴雨等雨量线，则应采用该法。niiiiFfPPFP11)5 . 5(215.2.2 多年平均最大多年平均最大24h降水量降水量多年平均最大24h降水量一般用等值线图表示，各省水文手册中的水文图集都附有等值线图，供工程设计用。VCP

4、,24 5.2.3 5.2.3 我国年降水量的分布我国年降水量的分布（1）年降水量在地理分布其大体趋势是从沿海到内陆，从南到北依次递减。等降水量线的走向大致是东北-西南向。根据多年平均雨量 、雨日等，全国大体上可分为5个带：十分湿润带（P 1600mm），湿润带（P = 8001600mm），半湿润带半湿润带（P=400800mm），半干旱带半干旱带（P=200400mm）。（2）季节分布特点大部分地区降雨集中在夏季，而冬季降水量最少。（3）影响降水量大小及分布的因素主要有：地理位置、气旋、台风途径、气象因素及地形、森林、水体等。（4）我国大暴雨时空分布1）46月，大暴雨主要出现在长江以南地区

5、，其量级明显自南向北递减，山区往往高于丘陵区与平原区。2）78月，大暴雨分布很广，全国许多地方都出现过历史上罕见的特大暴雨。3）911月，东南沿海、海南、台湾一带，受台风和南下冷空气影响而出现大暴雨。5.3点雨量资料的整理点雨量资料的整理雨水排除系统所要排除的雨水，绝大部分属短历时暴雨形成的，雨水径流量大。排水部门根据自记雨量计自记雨量资料，选出每场暴雨进行分析，推算暴雨强度历时关系曲线，作为排水工程设计的依据。规定的降雨历时：5、10、15、20、30、45、60、90、120min共九种历时（当集水面积较小时，可以不统计90、120min）。按这一标准摘录和统计雨量资料。一次降雨的中途，强

6、度小于的持续时间超过120min时，应作为两场降雨来统计。统计时一定要保证在规定的历时内的雨量要统计时一定要保证在规定的历时内的雨量要“连续最大连续最大”，且要，且要“长包短长包短”，最后作雨强，最后作雨强历时关系曲线。历时关系曲线。【例【例5.3】图是某雨量站记录到的一场历时】图是某雨量站记录到的一场历时102min降雨量的暴雨。降雨量的暴雨。由自记雨量计记录到的累积降雨量曲线，根据上述的规定历时，由自记雨量计记录到的累积降雨量曲线，根据上述的规定历时，摘录最大雨量，计算各种历时最大雨强。摘录最大雨量，计算各种历时最大雨强。历时历时 min雨量雨量 mm雨强雨强mm/min起讫时间起讫时间

7、起起 迄迄 5 7.0 1.4016：4316：48 10 9.8 0.9816：4316：53 15 12.1 0.8116：4316：58 20 13.7 0.6816：4317：03 30 16.0 0.5316：4317：13 45 19.1 0.4216：4317：28 60 20.4 0.3416：3717：37 90 22.4 0.2516：3718：07120 23.1 0.1916：3718：19规律：平均雨规律：平均雨强随历时增长强随历时增长而减小。而减小。排水工程：每排水工程：每年统计年统计68场最场最大降雨，大降雨，n20a.历时历时it1t2t31i2i3i 由于我国

8、目前多数城市的雨量资料年数还不够长，为了能够选得足够数量的雨量样本，且各样本又具有一定的独立性，规范规定取样方法采用年多个样法。在每年不同历时的暴雨强度记录表中，均按大小排列，选取排在前面的6-8个最大值，作为该年各不同历时的样本。然后，把历年所有选取的样本记录在一起，不论年次地将每个历时的样本重新排队，再从中取资料年数的3-4倍的最大值，作为统计资料。一般要求按不同历时时，计算重现期为、1、2、3、5、10等年的暴雨强度，制成暴雨强度、降雨历时和重现期的关系表（表5-4）5.4暴雨强度公式的推求暴雨强度公式的推求5.4.1 暴雨强度公式暴雨强度公式用曲线形式表示应用时不很方便，所以工程中一般

9、将曲线族配一个函数形式。将表5-4中暴雨雨强历时重现期数据做成图暴雨强度随历时增加而减小，这种曲线一般属幂函数。TtiTti（1）当）当i与与t点绘在双对数纸上，为曲线关系时点绘在双对数纸上，为曲线关系时)6 . 5()(nbtAi （mm/min）以下两公式算得的强度以下两公式算得的强度i应是任意时段应是任意时段t内的最大平均内的最大平均暴雨强度值。暴雨强度值。（2）当）当i与与t点绘在双对数纸上为直线关系时点绘在双对数纸上为直线关系时)7 . 5(ntAi （mm/h，mm/min）式中，式中，n、b、A称为暴雨称为暴雨地方特征参数，地方特征参数，n：暴雨衰减指数，或：暴雨衰减指数，或暴雨

10、递减指数；暴雨递减指数；b：时间参数；：时间参数；A：雨力，或时雨率：雨力，或时雨率（mm/min，mm/h），），A随重现期随重现期T而变，可用经而变，可用经验公式表示：验公式表示：)8 .5()lg1 (1TCAA（）（）（）式为（）（）（）式为室外排水设计规范室外排水设计规范推荐的雨水量计算推荐的雨水量计算标准公式。该规范要求最后将暴雨强度标准公式。该规范要求最后将暴雨强度i（mm/min）换算为）换算为q（2)），便于绘制全国参数等值线图及），便于绘制全国参数等值线图及为应用方便，将暴雨强为应用方便，将暴雨强度公式换算为：度公式换算为：min)/()(lg)()lg1(11mmbtTB