2017年水文气象知识解析课件

《2017年水文气象知识解析课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年水文气象知识解析课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、水 文 气 象 知识,湖北省水文水资源局 李 嗣 军 2017年5月,第一部分 气象科普,第三部分 2017水情趋势预测分析,第二部分 水文防汛,第一部分 气象科普,水文知识讲座,水文知识讲座,一、夏季雷击 雷电是我国夏季常见的一种天气现象。它是由带有不同电荷的云层之间相互放电，或带有电荷的较低云层与大地之间相互放电引起的。就其种类而言，可分片状、线状和球状三种放电形式。片状放电，是在不同高空云层之间发生的，对穿越其间的飞机、导弹、火箭等空中飞行物造成毁坏，引起飞机失事、导弹火箭爆炸等事故。线状放电主要是由带电云层与大地之间释放引起的，它对地面建筑物和其它物体有极大的破坏性，能击毙人、蓄、劈裂

2、树木、电杆，人称落地雷。球状放电是一种特殊的雷电现象，简称球雷。它是一种紫红色的发火球体，直径从几厘米到几十米，它可以沿着地面滚动或在空中飘行，也会通过门窗缝隙进入室内。特别是在山区，球雷尤为突出。,水文知识讲座,二、“厄尔尼诺与拉尼娜” 厄尔尼诺：在太平洋东部的赤道以南海洋上，具体的说就是在南美洲厄瓜多尔和秘鲁的太平洋沿岸海域，在12月下旬（圣诞节附近）出现水温持续变暖的现象称为厄尔尼诺。厄尔尼诺是西班牙文，字面上的意思是“圣婴”（上帝的儿子）。一次厄尔尼诺过后海水温度迅速下降，下降到比正常情况还要低、还要冷，其特征恰好与厄尔尼诺相反，人们又称这种现象是拉尼娜。拉尼娜字面上的意思是“女孩”。

3、,水文知识讲座,三、台风行迹 台风是发生在西太平洋和南海一带热洋上的猛烈风暴，也是一个具有几百到1千公里，甚至更大范围的圆形旋涡。中心附近的最大风力达12 级（每秒超过33米）到13级（每秒达40米左右），它运动的特点像地球那样既有自转，又有公转。它的自转就像陀螺一样，是逆时针方向旋转的。由于它的中心的气压特别低，就像木棍在水缸中搅水一样，中心会凹下去一截。它的行动轨道，也就是“公转轨道”，是怎么样的呢？这个问题由它的内在规律和外来因素共同决定。按台风自身的运动规律，应该按顺时针的抛物线运动，也就是在抛物线中心的转折点前总是向西北方向运行，过了此点就开始转向北方快速地前进。但外界环境对台风的作

4、用也会使路径发生改变。,水文知识讲座,四、高温与热浪 人体皮肤的温度一般为3233，当气温高达33及其以上时，人们就会因散热困难而感到闷热。因此，当气温在33以上时可称为暑热天气；当日最高气温达到35及其以上时，称为炎热天气；气温再高达37及其以上时称为酷热或酷暑。当日最高气温连续35天或更长时间达35及其以上时，这种天气就可能热浪袭人，或称热浪天气。每当盛夏三伏天，多数年份有程度不同的高温和热浪天气。而热浪又可分为干热型和湿热型两种。 一般北方为干热型，南方为湿热型,水文知识讲座,五、人工增雨 通过人工播撒增雨催化剂的方法使本来有可能下雨的云层真的下起雨来，本来只可能下小雨的云能下起较大的雨

5、、较多的雨，这个过程简称“人工增雨”。不少国家都普遍采用人工增雨的途径来缓和或解除早情，我国也不例外。人工增雨，主要是在特定的天气背景（有可能下雨）条件下进行人工增雨的方法在我国主要有两种，一种是通过地面用高炮向有右能下雨的云中发射催化剂，增大云滴为雨滴，或增添凝结核，达到有更多的水汽在其周围产生凝结现象，从而壮大云中雨滴队伍，达到增雨的目的；另一种是由飞机在云中直接播撒催化剂，达到增雨的目的。将催化剂（食盐、尿素、干冰等）安放在飞机上，机组人员和气象科技人员一起确定在哪块云中进行操作试验。达到“人工增雨”。,水文知识讲座,六、副热带高压 副热带高压（简称副高）是经常提到的气象名词，特别是位置

6、处在西太平洋的副高，尤为受到人们的关注。在长江流域，每年春夏之交的梅雨期、盛夏炎热酷暑的伏天和“秋老虎”天气，都与副高紧密相关。副高是一个气象上涉及地域最广、拥有面积最大的暖湿气团。它是一个南北向（短轴）为一两千公里、东西向（长轴）达几千到一万公里的椭圆形的庞然大物。它的内部，特别是中心部分下沉气流十分强烈，在近地面附近造成明显的下沉增温现象，使低层空气的水汽不易上升蒸发，所以，在近地面附近也比较潮湿，特别是在夜晚，地面空气非常稳定，空气的垂直对流减弱，气温虽然有所下降，但空气中的温度依然很大，所以在副高中心控制的夜晚，人体汗液不易蒸发，人们感到十分闷热。许多高温酷暑天气都是在它的控制下造成的

7、。立秋后连续高温的“秋老虎”天气就是由它的控制造成的。由于地域位置不同，副高在我国可分大陆高压和西太平洋高压，它们都是夏季长江流域的主要天气系统，所不同的是水汽含量前者少后者多。而在它的边缘或以外地方，天气往往多变，多降雨发生。,第二部分 水文防汛知识,水文知识讲座,一、雨量及雨量分级 1、雨量定义：一定时段内，降落到水平地面上的雨水 深度叫做雨量。 2、雨量分级：我国划分降雨大小和强度标准如下表。,水文知识讲座,二、暴雨洪水特点和成因 1 、暴雨成因 一般地说，暴雨的形成包含了一系列宏观条件和微观条件。其宏观条件主要指： 充沛的水汽不断地向暴雨区输送并在那里汇合。 强列而持久的上升把低层水汽

8、迅速抬升高空。 对流不稳定能量的释放与再生。 微观条件主要指：足够多的凝结核，持续的云滴凝结和碰并增长条件。,水文知识讲座,2、湖北境内暴雨类型 （1）梅雨期暴雨：我省梅雨期一般发生在每年的6月中旬至7月上旬，主要特征是西太平洋副热带高压脊线稳定在北纬2528之间（目前还在南方） ，并持续加强时，致使我省境内形成持续大范围、大强度的梅雨期暴雨过程。如1998年先后出现二度梅，降雨量比历史同期多24倍。,水文知识讲座,水文知识讲座,（2）台风低压暴雨：台风暴雨主要是出现在东南沿海地区。但是当台风登陆后，向西向北移动影响我省时，风速逐渐减缓形成低压，此时若与北方冷空气结合，就可形成大暴雨，甚至特大

9、暴雨。如：1994 年 7月 11 日，阳新县受台风影响，形成历史罕见的特大暴雨，24小时降雨量达604毫米。,（3）盛夏暴雨：梅雨结束后，7月中旬至8月，我省一般会出现睛热高温天气，但受局地气候影响，也经常出现局地、短历时、大强度的暴雨，俗称“坨子雨”。如近几年来，我省“坨子雨”时有发生。,水文知识讲座,（4）秋季暴雨：副高南撤过程中，使嘉陵江、汉江上游和我省西部经常出现秋季暴雨过程，其特点是时间长、范围大、强度相对夏季暴雨稍小。如2003年、2005年汉江秋季洪水，2004年9月长江上游秋季洪水。,水文知识讲座,省内降雨时空分布：全省年平均降雨量1166毫米，但时空分布极不均匀。南部160

10、02000毫米，北部750 800毫米，南北相差一倍；汛期49月降雨一般占年均值7090%；13月和1012月合计仅占年均值的10%30%，前者是后者4倍；降雨年际变化也非常明显，干旱年份全省年平均降雨量不足1000毫米，如1978 年仅800毫米，大水年份年均降雨量达到1800毫米左右（1954年）。,水文知识讲座,3、境内洪水特点与成因 （1）基本知识 汛期概念：江河定期的涨水现象称为汛，汛期是指江河连续涨水的时期。通常有二种涵义：一是指河水自起涨至回落的时期；另一是指河水上涨和回落到某一水位，须进行防守的时段，即防汛期。湖北一般分夏汛和秋汛，汛期时间4月1日至10月15日。,水文知识讲座

11、,水位：指河流、湖泊、沼泽、水库、海洋等水体的自由水面高出基面以上的高程，统一使用黄海基面，其单位为m。 水位是水利建设，防洪抗旱斗争的重要依据。在水利建设中，堤防、水库、堰闸、灌溉、排涝等工程的规划、设计、施工、管理运用都需要水位资料；在防汛抗旱中，水位是掌握水文情报和进行水文预报的依据。,水文知识讲座,水位又是为航运、木材浮运、城市用水等国发经济建设服务的基本资料。在航道、桥梁、建港、给水、排水等工程建设中，也都要了解水位情况。 影响水位变化的因素很多，其中主要是降水、融雪、融冰、蒸发等因素。,水文基本知识介绍,流量：单位时间内通过某一过水断面的水量称流量，其单位为立方米/秒（m3/s）。

12、 流量是反映水资源和江河湖库等水体的水量变化的基本资料，也是河流最重要的水文特征值。在进行流域水利规划，各种水工建筑物的设计、施工、管理、运用，防汛抗旱斗争以及水质监测，水源保护等方面，都需要流量的资料。,水文知识讲座,洪水起涨：当流域上发生暴雨或融雪时，在流域各处所形成的地面径流，都依其远近先后汇集于河道的出口断面处，当近处的地面径流到达该出口断面时，河水流量开始增加，水位相应上涨，这就是洪水起涨之时。,水文知识讲座,洪峰流量和洪峰水位：随着流域远处的地表径流陆续流入河道，使流量和水位继续增长，在部分高强度的地表径流汇集到出口断面时，河水龙头流量增至最大值。一次洪水过程中的最大瞬时流量和水位

13、，分别称为洪峰流量和洪峰水位。 洪量：洪水总量是指一次洪水或给定时段内通过河流某一断面的洪水体积，简称洪量。,水文知识讲座,（2）境内洪水类型 暴雨洪水: 由较大强度的降雨而形成的洪水，简称雨洪。 山洪: 山区溪沟中发生的暴涨暴落洪水。由于山区河床坡 陡，降雨后产流、汇流较快，易形成急剧涨落的洪峰。山洪具有突发性、水量集中、流速大、冲刷破坏力强、水流中挟带泥沙甚至石块等特点，常造成局部性洪灾。 泥石流: 山地溪沟饱含大量泥沙、石块的突发性洪流。泥石流暴发突然、运动快速、历时短暂、破坏力极大。 溃坝洪水: 大坝或其他挡水建筑物瞬时溃决，发生水体突泄所形成的洪水。,水文知识讲座,（3）境内洪水特点

14、与成因 长江：长江是雨洪河流，暴雨洪水可分为全流域性和局部区域性两种类型。前一种降雨范围广，历时长，上下游雨季重叠，且雨区移动方向大致与干流流向一致，干支流大多数发生洪水且严重遭遇，如1954年、1988年和历史上的1788年、1848年、1849年。后一种是干流某些河段和若干支流发生大强度、大面积暴雨所造成，如中游的1935年、1999年和上游的1981年大洪水。,水文知识讲座,长江湖北段洪水一般来自四个方面： 一是长江上游洪水（宜昌以上），由川水、金沙江、乌江和三峡区间洪水组成； 二是洞庭湖流域洪水出流，主要是湘、资、沅、澧四水洪水，经洞庭湖调蓄后由城陵矶站汇入长江； 三是湖北境内沿江中小

15、河流洪水出加入，主要支流有清江、沮漳河、陆水、汉江、汉北河、府环河、滠水、倒水、举水、巴水、浠水、蕲水、富水； 四是鄱阳湖流域洪水对我省江段的顶托影响，鄱阳湖流域主要河流有抚河、信江、昌江、修水、乐安河。,水文知识讲座,目前，建成后的三峡水库控制长江上游流域面积大约100万平方公里，可保长江上游出现百年一遇洪水时荆江不分洪。 汉江：汉江洪水具有明显的季节性，有夏汛和秋汛之分。其来水主要是上游陕西和中游河南南部及鄂西北。夏汛峰高量大，来势凶猛，如1983年8月1日上游洪峰流量达31300立方米每秒。秋汛一般出现在10月初，时间长，洪量大，如1964，2003，2005等年份秋汛也来势汹汹，特殊年

16、份既有夏汛，又有秋汛，如1983年。丹江口水库加坝工程已完成，汉江中下游防洪能力提高。,水文知识讲座,中小河流和山洪：我省中小河流洪水和山洪均由暴雨形成，其特点 一是季节性强，频率高，一般集中在5至9月，经常是反复出现； 二是区域性明显，主要集中发生在山丘岗地； 三是突发性强，来势迅猛，山丘区因山高坡陡，溪河密集，降雨迅速转化为径流，汇流快、流速大。四是破坏性强，危害严重，山洪灾害发生时往往伴生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。,水文知识讲座,洪水形成过程：流域上的雨水，除去损失以后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称之为河川径流。一般情况下，在河流正常宣泄能力范围内，则有洪无汛；当遇暴雨或特大暴雨时，大量地面径流在短时期内汇入河网，河流水量猛增，引起断面流量迅速增加，水位急剧上涨，这时的河川径流称之为洪峰。洪水的总量越大，洪峰也大，河网在短期内接纳巨大的水量，以至超过了河网的正常宣泄能力，出现了汛情。其形成过程如下图：,水文知识讲座,水文知识讲座,由上