水文水资源基础PPT(共138页)PPT格式课件下载.ppt
《水文水资源基础PPT(共138页)PPT格式课件下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水文水资源基础PPT(共138页)PPT格式课件下载.ppt(138页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
干旱,洪涝灾害,10,
(2)河流流域的水量平衡,河流流域的定义:
河流某断面以上,汇集地表水和地下水的区域(称做地面集水区和地下集水区)统称做河流在该断面以上的流域。
由分水线包围的集水区域。
11,非闭合流域/闭合流域:
非闭合流域:
若地面分水线与地下分水线在位置上不完全重合,即地面和地下集水区不相重合常称这种流域为非闭合流域。
闭合流域:
若流域的地面水和地下水分水线在位置上重合,即地面和地下集水区相重合,则称这种流域为闭合流域。
12,二、降水与蒸发,2.1降水:
是指液态或固态的水汽凝结物,从天空下降至地面而成的液态水或固态水的现象。
降水是气象要素之一,也是水循环中重要的一个环节。
13,
(1)降水的各种形态:
雨,从云中降落下来的液态水滴,其直径一般为0.56毫米。
小雨滴呈球形,直径在1毫米以上的雨滴呈扁球形,雨滴越大,形状越扁平。
雪,由较大的冰晶(即雪晶)组成。
雪晶一般大于0.3毫米,其基本形状为六角形。
14,霰又称雪珠或软雹,是白色不透明的圆锥形或球形的颗粒状固态降水。
直径约25毫米,下降时常呈阵性,触及硬地时常反跳。
它是由各自冻结的小云滴组合在一起而成的,密度小而松脆易碎。
雹又称冰雹或雹块,从对流云中产生的球状、锥状、椭球状或形状不规则的坚硬固态降水,直径约250毫米。
15,
(2)降水的成因:
大气中存在水分,即水汽;
降温,降至露点温度以下,或空气冷却大气中存在吸水性的微粒(凝结核)露点:
空气中水汽达到饱和时的温度。
当大气温度下降到露点以下时,则形成了水汽凝结的必要条件。
大气凝结核:
指飘浮在大气中的尘粒,其直径约10-310m。
大气凝结核由固态物质、溶液滴或两者的混合物组成,其化学成分很复杂,最常见的是氯、氮、碳、镁、钠、钙等化合物。
16,(3)降雨的分类及其特性,按气流上升运动的原因,常把降雨分成四种类型:
对流雨地形雨锋面雨气旋雨,17,1)对流雨:
对流雨(亦称对流性降水)发生的条件:
地面受辐射温度升高,下层暖湿空气膨胀上升,则暖湿空气在上升过程中形成绝热冷却,水汽则会凝结成云(淡积云浓积云积雨云),形成降雨。
18,对流雨发生的特点:
对流雨是在大气不稳定的条件下产生的,多发生在夏季酷热的午后;
其水平尺度很小(0.150公里),降雨历时较短(几十分钟),形成阵性降水,常称阵雨。
降水强度的变化很大。
对流性降水常伴有雷暴(伴有闪电和雷声),称为雷阵雨。
19,2)地形雨,暖湿空气在运移过程中,因受地形(如山脉等)影响而被抬升,则由于动力冷却而形成的雨。
地形雨发生的条件:
20,因气流(空气)的湿度、温度、抬升速度及地形特点的差异而不同。
地形作用一般使山的迎风面的降水量大,而背风面降水量减少。
地形雨的特点:
21,3)锋面雨:
由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。
气团:
物理属性(物理属性主要是温度、湿度、大气静力稳定度等物理量)在水平方向差异很小的空气质点群体。
其水平范围可达几百万平方公里,铅直厚度可达几公里至十几公里。
22,气团的分类:
按气团的热力性质不同,可划分为:
冷气团(比其所经下垫面冷)和暖气团(比其所经下垫面暖);
按湿度特征的差异可分为:
干气团和湿气团;
23,按其静力稳定度的区别可分为稳定气团和不稳定气团;
按气团的发源地的不同常分为极地气团和热带气团两大类,再按发源地带的海陆差别,这些气团还可划分为一些亚类。
24,在北半球的主要气团有:
北冰洋气团:
形成于北极的北冰洋,空气极寒且干燥。
极地气团:
形成于除北极的北冰洋以外的中、高纬度地区,比较寒冷,其中形成于大陆上的有极地大陆气团、西伯利亚气团;
形成于海洋上的有极地海洋气团。
25,赤道气团:
形成于赤道海洋上,既热又很潮湿,有时难以将它和热带海洋气团相区别。
热带气团:
形成于热带、副热带的暖气团。
其中形成于大陆上的,称为热带大陆气团;
形成于海洋上的称为热带海洋气团。
26,锋面:
温度或密度差异很大的两个气团相遇,接触区形成一过渡带,简称锋面。
锋面是倾斜的,坡度很小,一般约为1/100,冷气团在下,暖气团在上。
锋面的铅直厚度约1公里,水平宽度在近地面约数十公里,其高度可达400公里以上(延伸到对流层顶),锋的水平范围可延伸数百公里甚至数千公里。
27,锋线:
锋面与地面交线称为地面锋线,也简称为锋。
28,暖锋雨,暖锋:
冷暖气团相遇时,暖气团较强起主导作用,暖气团推动锋面向冷气团一侧移动。
暖锋雨示意图,水文气象学将锋面二侧冷暖气团移动方向的不同,所形成的锋面雨分成以下几种类型:
29,暖锋雨的特点:
雨区位于锋线前方;
降雨强度较小(锋面坡度小,介于1/1001/300,暖湿气团上升缓慢);
云和降雨区面积较大。
30,冷锋雨:
冷暖气团相遇时,冷气团较强起主导作用,冷气团推动锋面向暖气团一侧移动。
根据冷锋推移速度的不同,又分为慢行冷锋和急行冷锋两种:
31,缓行冷锋:
云和雨区分布及降雨强度与暖锋雨相仿;
雨区位于锋线后方。
缓行冷锋雨特点:
冷锋运移速度较慢,缓行冷锋雨示意图,32,急行冷锋:
冷锋运移速度较快,使得暖湿气团产生剧烈的上升运动,锋面坡度较陡,介于1/401/80(41820)。
降雨在锋线附近,降雨强度大历时短、雨区窄,急行冷锋雨特点:
急行冷锋雨示意图,33,准静止锋:
当冷暖锋面势均力敌,则锋面在一定地区来回摆动,称为准静止锋。
或指移动很缓慢呈准静止状态的锋。
准静止锋雨示意图,34,准静止锋雨的特点:
降雨持续时间较长,降雨强度比较小,雨区比暖锋雨更广,如江淮一带6、7月的常出现的阴雨天气即为典型的准静止锋雨。
35,锢囚锋:
当有三种冷暖性质不同的气团(如暖气团、较冷气团、更冷气团)相遇时,便会产生两个锋面,此两锋面相遇并逐渐合并起来,原来暖气团被迫抬离地面,锢囚在高空,这样形成的锋称作锢囚锋。
36,4)气旋雨,气旋:
北(南)半球,由于地球离心力、偏向力及摩擦力的共同作用下,大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。
在同高度上,气旋中心的气压比四周低,又称低压。
小气旋水平尺度为几百公里,大的可达三四千公里,气旋中,天气常发生剧烈的变化,是人们最关心和最早研究的天气系统。
37,气旋区气流运动特点:
在低气压中心区,气流从四周向中心辐合,垂直方向上运动是上升的,即暖湿气流辐合上升,在水平面上温度和湿度变化很大,故常常有凝结降水现象。
可出现大范围降雨和大风的天气现象,称为气旋雨,38,气旋按其生成的地理位置不同,可分为热带气旋和温带气旋,热带气旋,发生在热带海洋上强烈的气旋性涡旋,即所谓的台风。
风的水平尺度约几百公里至上千公里,铅直尺度可从地面直达平流层低层,是一种深厚的天气系统。
台风中心气压很低,一般在990870百帕(1hpa=1dyn/cm2)之间,中心附近地面最大风速一般为3050米/秒,有时可超过80米/秒。
39,98长江流域大洪水起因:
与发生在1997.51998.5上世纪最强的厄尔尼诺现象有关;
冷暖空气频繁交绥于长江流域,造成二度梅雨(6.117.3和7.1631),1998年长江流域降雨天气图,40,热带气旋的危害:
强风引起的巨大海浪,可对海洋船舶造成很大破坏;
当台风移近海岸时,狂风可引起大范围巨大的海潮(风暴潮)。
台风中心经过的地区常有大暴雨或特大暴雨,日雨量可高达1000毫米以上,造成大范围洪涝。
它是重要天气系统之一,一些河流特大洪水均与热带气旋有关。
1983年9月6日第9号台风的彩色增强显示卫星云图,41,按热带气旋地面中心附近风速大小,可分为:
(按中国气象部门规定分类),42,温带气旋雨(锋面气旋),锋面气旋是由锋面的波动产生的,多发生于温带的极地气团和热带气团的交界面之上,这种波动也称气旋波。
温带地区的降水大部分同锋面气旋有关,气旋活动的频次、强弱对人类最密集的温带地区的经济和社会活动有重要的影响,因此它是最受重视的天气系统之一。
43,温带气旋的特点:
温带气旋主要出现在中、高纬度地区。
温带气旋范围大,风区长,在海上形成大风、降水和雷暴等危险天气和巨浪,在冬季有时也能引导冷空气南下,形成寒潮天气。
44,影响中国近海的温带气旋(主要发生在两个地区):
从中国长江中下游到日本南部海上,命名为江淮气旋和东海气旋,从蒙古中部到中国东北的大兴安岭东侧,命名为蒙古气旋和黄河气旋,45,(4)降雨的观测按降雨强度大小,降雨可分为暴雨、大雨、中雨、小雨四种:
1)暴雨(50mm/24h),暴雨:
50100大暴雨:
100200特大暴雨:
200,2)大雨:
2550mm/24h3)中雨:
1025mm/24h4)小雨:
10mm/24h,46,20cm雨量器现场图,1、雨量器,承雨器;
漏斗;
储水瓶;
雨量杯,观测降雨量的常用仪器有:
雨量器自记雨量计,47,2、自记雨量计:
虹吸式/翻斗式,虹吸式自计雨量计图,虹吸式自计雨量计构造图,48,(5)降雨的特性分析,由于雨量观测站观测到的降雨量仅代表其周围小范围内的降水量,故称为点降水量。
点降水量:
49,点降雨特性可用以下几个特征值描述:
降雨量为一定时段内降落到地面上的总雨量(mm),降雨历时一次降雨所经历的时间(天或小时);
降雨强度为单位时间内的降雨量(mm/min或mm/h);
50,降雨面积指降雨笼罩的水平面上的面积,其反映雨区的大小;
降雨中心指降雨面积上降雨量最为集中且范围较小的局部地(区)点。
51,降雨量在时间上的变化特性的图形表示:
降雨量过程线:
降雨量过程线/降雨强度过程线,52,累积降雨过程线,53,降水强度-历时曲线:
说明:
根据一场降雨的降雨强度过程线,统计其不同历时内最大平均降雨强度,以其为纵坐标,以历时为横坐标,由大至小绘成的变化曲线。
它的变化规律是雨强与历时长短成反比。
54,流域降雨量的计算,面平均降水量,实际生产上水文工作多以流域作为研究对象,面降雨量多指流域平均雨量,通常称为面平均雨量。
一般由已知的各点雨量来推求面雨量。
55,(6)中国降雨特性,我国多年平均年降水量:
648mm全球陆面平均降水量:
800mm亚洲:
740mm,56,按年降水量多少划分为五个降水量带:
57,2.55204080120160200300(cm),十分湿润带1600-2000,湿润带,半湿润带,半干旱带,干旱带200,200-400,400-800,800-1200,1200-1600,58,降水量的年内变化,全年降水主要在夏半年,由于季风的进退影响,导致雨季的迟早及历时的长短在地区上有所不同。
长江以南:
雨季在36月或47月,华北与东北地区:
雨季为69月(大部分集中在7、8两个月),西南地区:
雨季在510月(114月为旱季),新疆西部地区:
终年降水量不大,但四季较均匀,59,中国降水量的多年变化特点,我国年降水量年际变化很大,且有连续多年雨量偏多