流域平均降雨量计算
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流域降雨量的计算一、雨量观测方法1.点雨量观测法:即在流域内选择若干个点位进行雨量观测,通过点位降水量和其所覆盖的面积进行计算。
该方法简单易行,但不能全面反映流域降水分布的空间差异。
2.线雨量观测法:即在流域内设置一定数量的雨量观测点,通过对流域内的雨量点位进行插值或外推,得到整个流域的降雨分布图。
该方法可以较好地反映流域降水的空间差异。
3.面雨量观测法:即在流域内设置一定数量的雨量观测站,通过对观测站降水量的加权平均或插值求和,得到整个流域的降雨量。
该方法较好地反映了流域降水的空间分布和大小。
二、流域平均降雨量计算方法在进行流域降雨量计算时,可采用以下常用方法:1.等值站法:即将流域内的所有降水观测站的降水量进行加权平均。
对于不同雨量站的权重可以根据站点的面积、海拔、距离等因素进行确定。
2.图解法:即在流域范围内绘制等值降雨图,通过等值线和面积计算方法得出流域降雨量。
该方法适用于数据较少的情况,但由于需进行手绘等值线,一般适用于小流域。
3.插值法:即通过已有降水观测站点的数据,利用插值算法推算出空间上未观测到的点位的降水量。
常用的插值方法有反距离权重插值、克里金插值等。
4.遥感法:即利用遥感技术获取流域范围内的降水信息,并进行空间插值和统计分析得到流域降雨量。
遥感法可提供较大流域的降水信息,但对于小流域可能存在一定误差。
三、时段降雨量计算方法除了流域平均降雨量,还需要计算不同时间段的降雨量,以便进行洪水预报和水文模型的建立。
常用的时段降雨量计算方法有以下几种:1.连续雨量法:即将观测到的雨量数据按照时间顺序进行累加。
该方法简单易行,适用于流域面积较小的情况。
2.球面平均法:即将流域面积划分为若干网格,计算每个网格的降水量,然后进行累加。
该方法适用于流域面积较大的情况,可以更好地反映降水的空间差异。
3.构造单位雨量法:即将单位面积单位时间内的平均降水量作为单位雨量,通过单位雨量与实际降水量的比值进行计算。
除平常作业之外的补充题简答:1.何谓自然界的水文循环?产生水文循环的缘故是什么?1水圈中的各类水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面和地下径流的往复循环进程称为水文循环。
2缘故是温度、太阳辐射和地心引力为水文循环的发生提供了壮大的动力条件。
2.一个流域的蒸发对该流域的径流量有何阻碍?以流域水量平稳方程说明。
连年平均流域水量平稳方程:P=R+E 当降水量P一按时,蒸发量E越大,径流量R越小。
3.流域平均降雨量的计算通常有哪几种方式?简述各方式的利用条件。
1算数平均法:适用于流域内雨量站散布较均匀,地形起伏转变不大时。
2垂直平分法:适用于流域内雨站散布不太均匀的情形。
3等雨深线法:适用于流域内雨站较多,能够绘制出雨量等直线图的情形。
4.流速仪法测流的原理是什么?流速仪测流原理是测量水流面积和流速方式计算断面流量。
转子在水流作用下产生旋转,以转速反映流速,v=kn+c。
5.造成水位流量关系不稳固的缘故有哪些?1河槽冲於阻碍2洪水涨落阻碍3变更回水阻碍6.什么缘故新疆较大的河流年径流的Cv值都比较小?变差系数Cv=标准差σ/平均值x 反映河川径流在连年中的转变情形。
大河径流来自流域内不同的气候区,能够彼此调剂,故年径流变差系数值较小。
7.统计参数x,Cv,Cs各反映随即变量的什么特点?统计参数x,Cv,Cs如何阻碍频率曲线?均值x 反映流域连年平均降水量均值不同,频率曲线位置不同。
均值越大的频率曲线越高且越陡变差系数Cx 反映河川径流在连年中的转变情形变差系数越大,频率曲线越陡偏态洗漱Cs 反映系列在均值两边的对称程度偏态系数越大,频率曲线的中部越向左偏,且上段越陡,下段越平缓。
8.现行水文频率配线法的步骤是什么?1将资料由大到小排序2计算各项体会频率3在频率格纸上绘体会点据(纵坐标:变量取值横坐标:体会频率)4选水文频率散布线型5假定一组Cv,Cs。
求出均值x6依照假定查附录2,查出x p以它为纵坐标,p为横坐标绘制一组体会频率曲线。
第四章流域产流与汇流计算第一节概述根据第二章的论述,由降雨形成流域出口断面径流的过程是非常复杂的,为了进行定量阐述,将这一过程概化为产流和汇流两个阶段进行讨论。
实际上,在流域降雨径流形成过程中,产流和汇流过程几乎是同时发生的,在这里提到的所谓产流阶段和汇流阶段,并不是时间顺序含义上的前后两个阶段,仅仅是对流域径流形成过程的概化,以便根据产流和汇流的特性,采用不同的原理和方法分别进行计算。
产流阶段是指降雨经植物截留、填洼、下渗的损失过程.降雨扣除这些损失后,剩余的部分称为净雨,净雨在数量上等于它所形成的径流量,净雨量的计算称为产流计算。
由流域降雨量推求径流量,必须具备流域产流方案。
产流方案是对流域降雨径流之间关系的定量描述,可以是数学方程也可以是图表形式。
产流方案的制定需充分利用实测的流域降雨、蒸发和径流资料,根据流域的产流模式,分析建立流域降雨径流之间的定量关系。
汇流阶段是指净雨沿地面和地下汇入河网,并经河网汇集形成流域出口断面流量的过程。
由净雨推求流域出口断面流量过程称为汇流计算。
流域汇流过程又可以分为两个阶段,由净雨经地面或地下汇入河网的过程称为坡面汇流;进入河网的水流自上游向下游运动,经流域出口断面流出的过程称为河网汇流.由净雨推求流域出口流量过程,必须具备流域汇流方案。
流域汇流方案是根据流域净雨计算流域出口断面流量过程,应根据流域雨量、流量及下垫面特征等资料条件及计算要求制定。
就径流的来源而论,流域出口断面的流量过程是由地面径流、壤中流、浅层地下径流和深层地下径流组成的,这四类径流的汇流特性是有差别的.在常规的汇流计算中,为了计算简便,常将径流概化为直接径流和地下径流两种水源。
地面径流和壤中流在坡面汇流过程中经常相互交换,且相对于河网汇流,坡面汇流速度较快,几乎是直接进入河网,故可以合并考虑,称为直接径流,但在很多情况仍称为地面径流。
浅层地下径流和深层地下径流合称为地下径流,其特点是坡面汇流速度较慢,常持续数十天乃至数年之久.目前,在一些描述降雨径流的流域水文模型中,为了更确切地反映流域径流形成的过程,采用了三水源或四水源进行模拟计算。
工程水文学期末复习整理第一章 绪论1.水文现象的基本规律: 周期性、随机性、地区性。
2、工程水文学的研究方法: 成因分析法、数理统计法和地理综合法。
第二章 水循环与径流形成1.海洋向内陆输送水汽, 内陆向海洋注入径流。
水量平衡方程:2、式中 ——给定时段内输入、输出该区域的总水量。
——时段内区域蓄水量的变量, 可正可负。
3、若河床切割较深, 地面分水线与地下分水线相重合, 这样的流域成为闭合流域。
由于地质构造原因, 地面分水线与地下分水线并不完全一致, 这种流域称为非闭合流域。
4、凋萎含水量(凋萎系数), 植物根系无法从土壤中吸取水分, 开始凋萎, 此时土壤含水量称为凋萎含水量。
5、田间持水量, 指土壤中能保持的最大毛管悬着水时的土壤含水量。
当土壤含水量超过这一限度时, 多余的水分不能被土壤所保持, 以自由重力水的形式向下渗透。
6、当土壤孔隙被下渗水充满, 下渗趋于稳定, 此时的下渗率称为稳定下渗率。
7、降雨损失包括: 植物截留、填洼、入渗和蒸发。
8、径流的表示方法和度量单位(1)流量 , 是指单位时间内通过河流某一断面的水量, 单位为 。
径流总量 , 是指时段 内通过某一断面的总水量, 常用单位为 , 万 , 亿 , 有时也用其时段平均流量与时段的乘积表示。
其单位为 或 。
径流深 , 是指将径流总量平铺在整个流域面积上所得水层深度, 单位为 。
FT Q F W R 10001000== 径流模数 , 是流域出口断面流量与流域面积 的比值, 单位为 。
FQ M 1000= 第三章 径流系数 , 是指某一时段的径流深度 与相应降雨深度 的比值。
即第四章 因 , 故 。
第五章 水文资料的观测、收集与处理1、日平均水位的计算将当日 内水位过程线所包围的面积, 除以一日时间。
第四章 水文统计基本知识1、把数理统计方法应用在水文学上, 称为水文统计。
2、概率是理论值, 而频率是经验值。
在试验中事件发生的频率通常不等于概率。
流域平均降水量的计算
流域降雨量的计算流域平均降水量的计算方法主要有:算术平均法、加权平均法、泰森多边形法、等雨量线法等。
1、等雨量线法。
等雨量线的基本思想是用等雨量线离散化计算区域,则相邻两条于两线之间的面积即可作为一个计算单元。
假设相邻两条等雨量线之间的降雨量呈线性变化,相邻两条等雨量线的算术平均值可以代表该计算单元的降雨量。
2、泰森多边形法。
泰森多边形的主要思想:利用垂直平分线对区域进行分割。
具体做法:根据计算区域内的雨量站网,以雨量站为顶点连接成若干个不嵌套的锐角三角形。
然后对每个三角形求重心(三条边垂直平分线的交点)。
然后利用这些重心,就可以将计算区域划分成若干计算单元,可以保证在每个计算单元的中心附近有一个雨量站。
3、权重平均法。
根据计算单元附近的雨量站与计算单元的相对位置赋予权重,然后加权平均。
2.3.3 流域平均降雨量计算
由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。
1.算术平均法
当流域内地形起伏变化不大,雨量站分布比较均匀时,可根据各站同一时段内的降雨量用算术平均法推求。
其计算式为: ∑==+++=n
i i
n
x n n x x x x 1211 (2-10) 2.泰森多边形法(垂直平分法)
首先在流域地形图上将各雨量站(可包括流域外的邻近站)用直线连接成若干个三角形,且尽可能连成锐角三角形,然后作三角形各条边的垂直平分线,如图2-9,这些垂直平分线组成若干个不规则的多边形,如图中实线所示。
每个多边形内必然会有一个雨量站,它们的降雨量以i x 表示,如量得流域范围内各多边
形的面积为i f ,则流域平均降雨量可按下式计算:
∑∑====++++++=n i n
i i
i i i n
n
n x A x f F f f f x f x f x f x 112122111 (2-11)
此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况,工作量也不大,故在生产实践中应用比较广泛。
3.等雨量线法
在较大流域或区域内,如地形起伏较大,对降水影响显著,且有足够的雨量站,则宜用等雨量线法推求流域平均雨量。
如图2-10所示,先量算相邻两雨量线间的面积i f ,再根据各雨量线的
数值i x ,就可以按下式计算:
i
n
i i i f x x F x )2(111
∑=++= (2-12) 此法比较精确,但对资料条件要求较高,且工作量大,因此应用上受到一定的限制。
主要用于典型大暴雨的分析。