1、水文学原理(Principles of Hydrology)第一章 绪 论（Introduction)主要内容：水文学的研究对象水文学发展的动力水文学的分支学科水文学研究方法本课程内容及主要的学习方法分布规律，水的自然和社会属性、经济属性，水与生态环境相互关系（作用）以及在水旱灾害防治、水资源合理开发利用和水环境保护中的应用的科学称为水文学。第一节 水文学的研究对象1、水文学的定义(Definition of Hydrology)研究地球系统中水的运动、循环和时空2、水文学的研究内容(Research fields ofHydrology)水文学是地球物理科学的一个分支水文学又是水利工程科学的
2、重要组成部分水文学又具有社会科学性揭示地球系统中水的运动规律、水的循环机理和水的时空分布特点揭示水与生态的相互关系、污染物在水中的迁移转化规律研究在防灾、水资源利用、水环境保护工程建设中必须的水文水利计算技术3、水文学的性质(Nature of Hydrology)水文学是地球物理科学的一个分支水文学又是水利工程科学的重要组成部分水文学又具有社会科学性水文学是地球物理科学的一个分支（自然科学）水文学是水利工程科学的重要组成部分（技术科学）水文学是水资源开发利用的理论基础（社会科学）第二节 水文学发展的动力(Driving force for the Development ofhydrolog
3、y)1.水 文 学 发 展 简 史(History ofHydrology)水文学是地球物理科学的一个分支水文学又是水利工程科学的重要组成部分水文学又具有社会科学性究。法国塞纳河流域：年径流系数为1/6UNESCO and WMO：1674定为水文学的生日第一阶段：十九世纪第二阶段：二十世纪初至五六十年代第三阶段：二十世纪70年代第四阶段：二十世纪80年代第五阶段：上世纪末本世纪初第一阶段：十九世纪1856年，Darcy定律渗流运动定律1871年，圣维南(St.Venant)方程组（明渠缓变不稳定流运动规律）第二阶段：二十世纪初至五六十年代1914年，Hazen，水文频率计算1932年，She
4、rman，提出了单位线1935年，Horton，产流量计算1938年，MaCarthy，提出Muskingum法第三阶段：二十世纪70年代流域水文模型（Hydrological Mode)水资源水文学环境水文学第四阶段：二十世纪80年代全球尺度水文学（Global Scale Hydrology)第五阶段：上世纪末本世纪初生态水文学的兴起与发展of1.水 文 学 发 展 简 史(HistoryHydrology)2、水文学发展的动力(Driving force for theDevelopment of Hydrology)经济社会发展的需要人类追求真理的愿望3、水文学新机遇(New oppo
5、rtunities)水问题（water issues)水旱灾害是人类面临的主要自然灾害全球气候变暖增加了解决水问题的困难水污染加剧的势头还未得到有效的控制不合理的工程措施和管理产生了负面影响第三节 水文学的分支学科(Major Branch Subjects of Hydrology)1、按理论或应用可分为：2、按水体可分为：3、按应用的对象可分为：4、按水文学的研究方法分类：第四节 水文学的研究方法(Methodologies on Hydrology)多 学 科 交 叉 的 研 究 途 径(Interdisciplinary appoach)实验途径(Experimental approa
6、ch)流域水文模拟(Hydrological Modelling)确定性与随机性研究方法的结合(Combination of deterministic andstochastic approaches)第五节 本课程内容及主要的学习方法内容：水文学的物理原理+计算方法方法：认真听讲，认真做笔记要在理解上下功夫（物理概念强），不要死记硬背，不要钻入数学公式的牛角尖善于归纳，总结，举一反三认真完成作业理解所学的内容，掌握解决问题的方法，提高解决问题的能力多与老师交流（学术交流、人格交流、教学相长（互动）第二章 水文循环(Hydrological Cycle)主要内容：水的奇异的物理性质水文循环的
7、现象及尺度地球系统中的水和水平衡第一节 水的奇异的物理性质(Remarkable physical properties of water)1、水的密度(Water Density)2、水的冰点和沸点(freezing point and boiling point)3、水的比热(specific heat of water)4、水的热传性(heat conductivity)5、水的表面张力(surface tension force)6、水的压缩性(Water Compressibility)第二节 水文循环的现象及尺度(WaterCycle and its scales)水文循环现象水文
8、循环的意义水文循环的尺度水在太阳能和大气运动的驱动下，不断地从水面、陆面和植物的茎叶面，通过蒸发或散发，以水汽的形式进入大气圈。在适当的条件下，大气圈中的水汽可以凝结成水滴，小水滴合并成大水滴，当凝结的水滴大到能克服空气阻力时，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。我们把水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程称为水文循环。1、水文循环现象(Water cycle)水在太阳能和大气运动的驱动下，不断地从水面、陆面和植物的茎叶面，通过蒸发或散发，以水汽的形式进入大气圈。在适当的条件下，大气圈中的水汽可以凝结成水滴，小水滴合并成大水滴，当凝结的水滴大到能克
9、服空气阻力时，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。我们把水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程称为水文循环。1、水文循环现象(Water cycle)水分由海洋输送到大陆，又回到海洋的循环称为大循环。水在太阳能和大气运动的驱动下，不断地从水面、陆面和植物的茎叶面，通过蒸发或散发，以水汽的形式进入大气圈。在适当的条件下，大气圈中的水汽可以凝结成水滴，小水滴合并成大水滴，当凝结的水滴大到能克服空气阻力时，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。我们把水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程称为水文循环。1、水文循
10、环现象(Water cycle)水分由海洋输送到海洋，又回到海洋，叫海洋小循环。水在太阳能和大气运动的驱动下，不断地从水面、陆面和植物的茎叶面，通过蒸发或散发，以水汽的形式进入大气圈。在适当的条件下，大气圈中的水汽可以凝结成水滴，小水滴合并成大水滴，当凝结的水滴大到能克服空气阻力时，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。我们把水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程称为水文循环。1、水文循环现象(Water cycle)水分由陆地输送到陆地，又回到陆地，叫内陆小循环。Water surface evaporationPlant transpiratio
11、nSoil evaporationPrecipitationover oceansinfiltrationEvaporationover oceansSurface runoffGroundwaterrunoff1、水文循环现象(Water cycle)Precipitation over landMoisture from oceans to land1、水文循环现象(Water cycle)吕氏春秋是秦国丞相吕不韦主编的一部古代类百科全书似的传世巨著，有八览、六论、十二纪，共二十多万言。圜道：吕氏春秋把物质的运动看作是一个循环反复的过程。“1、水文循环现象(Water cycle)将进酒作
12、者：李白君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。天生我材必有用，千金散尽还复来。烹羊宰牛且为乐，会须一饮三百杯。岑夫子，丹丘生，将进酒，君莫停。与君歌一曲，请君为我侧耳听。钟鼓馔玉不足贵，但愿长醉不愿醒。古来圣贤皆寂寞，惟有饮者留其名。陈王昔时宴平乐，斗酒十千恣欢谑。主人何为言少钱，径须沽取对君酌。五花马，千金裘，呼儿将出换美酒，与尔同销万古愁。1、水文循环现象(Water cycle)1、水文循环现象(Water cycle)1、水文循环现象(Water cycle)2、产生水文循环的原因(Causes)2、产生水文循环
13、的原因(Causes)3、水文循环的意义(Significance of Water Cycle)形成各种地貌，塑造地球表面；众多物质循环中最重要的物质循环，地球上生命生生不息，能千秋万代延续下去；形成一切水文现象、调节气候；提供巨大的水利资源，水资源和水能资源具有再生性。4、水文循环尺度(Scales of water cycle)111385大尺度水文循环(Macro-scale water cycle)全球水文循环（Global water cycle）空间尺度最大，最完整的水文循环。中尺度水文循环(Mesoscale water cycle)流域或区域水文循环（Watershed wa
14、ter cycle）流域降雨径流形成过程，开放式循环系统。小尺度水文循环(Micro-scale water cycle)水-土-植物循环系统空间尺度最小，开放式循环系统。第三节 地球系统中的水和水平衡(EarthsWater and Water Balance)1、地球系统中水的储量(Earths Water)地面水(surface water)地下水(groundwater)大气水(atmospheric water)生物水(biological water)Surface waterGlacier and ice capslakesmarshesriversgroundwaterGrav
15、itational watergroundwaterSoil waterAtmospheric waterBiological waterTotal wateroceansSalinewaterFreshwater2、地球系统中的水更新速度(Water Renewal Rate)13.86 亿km3/(57.7万km3/year)=2400years2、地球系统中的水更新速度(Water Renewal Rate)3、水平衡原理(Water Balance)要正确理解水量平衡方程必须掌握两个关键点:针对一定长度的时间段(a specific period of time)针对某一空间尺度(a
16、study area)4、水-土-植系统的水平衡方程precipitationtranspirationinterceptionSoil evaporationpercolationWsiWsoWsuoWsui潜水蒸发5、流域水平衡方程qiRsRgE 蒸散发降水 P流域与周围区域的地下水交换闭合流域：qi qo0若q0，则In:POut:E+Rs+RgP（E+Rs+Rg）W令R=Rs+Rg,则P-(E+R)=W非闭合流域：In:P+qiOut:q+E+Rs+Rg+qo(P+qi）（q+E+Rs+Rg+qo）W引用水 qExchange with the adjacent basinsqoP c
17、输入项：EcR输出项：cP Ec R=Sc水量平衡式：Po输入项：RoEoP+R Eo=So输出项：水量平衡式：短时段内，Sc，So 可正可负，但是对于多年平均的情况，正负可以相互抵消，蓄水量的变化量趋于零大陆：海洋：6、全球水平衡(Global water balance)ococ EEPP +=+对于多年平均情况：cP c R =E大陆：Po +R =E o海洋：全球多年平均水量平衡式(大陆+海洋)：P=E=1130mm也就是说，全球多年平均降水量与多年平均蒸发量相等，为1130mm复习思考题(chr2-1)水文循环的定义；水文循环的内因与外因大循环和小循环的定义；水文循环的尺度；水量平衡
18、原理（不同尺度）；大陆水量平衡方程式（多年平均）；海洋水量平衡方程式（多年平均）；全球多年平均水量平衡方程式。第三章 流域和水系(River basin&river system)本章主要内容1.基 本 概 念2.水系的地貌特征3.流域的地貌特征4.数字流域和数字水系1基本概念1、分水线(Water Divide Lines)山峰(summit)、山脊(ridge)、鞍部(saddle)的连接线称分水线。通常情况下分水线是指地面分水线(surfacewatershed divide)1基本概念1基本概念1基本概念2、流域和流域面积（River basin&Drainage Area)流域:地面
19、分水线包围的区域。流域面积F(km2)：流域分水线包围区域的水平投影面积，称为流域面积。1基本概念闭合流域非闭合流域地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域；地面分水线与地下分水线不重合的流域称为非闭合流域。1基本概念3、水系(River Stream)流域中大大小小河道交汇形成的树枝状(tree-shaped)或网状(mesh-shaped)结构称为水系、河系或河网.1基本概念羽毛状水系 平行状水系树状结构种类混合状水系1基本概念1基本概念1基本概念1基本概念4、坡地:流域中除水系以外的部分称为坡地。1基本概念5、流域的基本单元(Basic Unit of River Basin)一个流
20、域如果按内部的分水线划分可以分成若干个不嵌套的子流域，每个子流域又可以按各自的内部分水线分成若干个子流域，如此划分下去，直到最后得到的不可再划分的部分就是流域基本单元，它是组成一个流域的最小单位。2 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)拓扑学特征是指几何图形在连续改变形状的情况下仍然能保持不变的一些特征。2 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)1 水系分叉(Bifurcation)拓扑结构水系组成（分叉结构(Bifurcation)）河源节点出口外链内链2
21、 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)2 河流的分级(Stream Ordering)11111111111222122333444Strahler分级法2 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)Strahler分级法原则(1)直接发源于河源的小河流为一级河流；(2)两条同级别的河流汇合而成的河流级别比原来高一级（*=+1）；(3)两条不同级别的河流汇合而成的河流的级别为两条河流中的较高（*n=n,n）;(4)整个河网中所有河流的级别的最大值取为整个河网的级
22、别，也称流域级别。2 河流的分级2 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)2 河流的分级其它分级方法：格雷夫利厄斯；霍顿；施里夫；沙伊达格；2 水系的拓扑学特征(Topological characteristics of river system)3 河数定律(the Law of Stream Numbers),=1,2,1NN+1Rb =1,2,N =Rb ,分叉比：河数定律：自然水系的分叉比：Rb=3 5这里所谓一条河流是指一条外链或由同级内链串联而成的河流。3 水系的几何学特征(Geometry characteri
23、stics of river system)河流长度河长定律链长度弯曲度河流比降比降定律河流横断面形状gg-40-40000000000000000000-40-40-40-40-10-10-10-10-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-40-40-10-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-20-20-20-20-20-20-20-20-40-40-40-30-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-20-30-30-30-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-
24、20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10005050-50050-50-40-40-40-40-40-40-40-40-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000-20-20-20-20-20-20-20000000-10-10-10-10-10-10-10-10000000-30-30-30-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10000000-30-30-30-30-30-30-30-30-10-10-10-10-10-10-10-10-100000000000000
25、00000-20-20-20-20-20-20-20-20L =L j,L j,L=Lj,6#000000-10-10-10-10-10-10-10-10000000000000-10-10-10-10-10-10-10-10000000000000-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000000000-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-30-
26、30-30-30-30-30-30-30-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10 汇丰码头-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20g-40-40-40-40-40通-30-30-30-30-30-30-30-3012#-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-30-30-30000000-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10
27、-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000-10-10-10-10-10-10-10-10000000-30-30-30-30-30-30-30-30000000-10-10-10-10-10-10-10-10-20-20000000-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-40-403 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)1 河流长度（stream length）天生港十二
28、圩港口西界港口东界港口农场水闸七干河口望虞河口5#任港姚港2#3#南通节制闸黄泥山1#营船港局部模型上边界（军用码头）g水山码头测流平台徐六径塘口7#8#9#10#11#13#金泾塘口海门港局部模型下边界（白茆河口）七浦河七丫口杨林口鹿鸣泾口g青龙港g圩角港崇 头通沙北横港沙沙州沙沙白沙沙白崇明-50-40000000000-20-30-10-10-10-10-20-10-10-10-10000-20-10-30-30-30-30-20-20-20-20000-10-30-104#-10福山新塘000000000000铁000黄-10海洋泾口000000沙-10-10-10-10-30开-10
29、狼000-10新开港闸四号坝-10-10-20-20-20-20-20-20徐六径-20-30000000000-20-10-10新 00-10山-10常浒河口-10-10-10-10-10-10-30新-40-40-40-40-30-20海-10-10-10-10团结闸-10-10-10-10-10-10-10-10新江海河-10茆-10-10-10-10-10-20钱泾口-10沙小000000新泾河000000000-10-10-10-10-10-30-30-40-40-40-40浪港-40荡茜口茆-20-10000000000-20-30-10-10-20测流断面及垂线潮位站临时潮位站g
30、六干河口AB=1,2,=1,2,Nj=1N1Nj=1L =1,2,N=1 j=1全部河流总长度：3 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)2 河长定律（the low of stream lengths）,=2,3,LL 1RL =自然水系的河长比：Rb=1.5 3.5=1,2,L =L1 RL 1,L2 N 1 1J=3 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)3 链 长 度（link length）gg-20000000000000000000-10-10-10-10-
31、10-10-10-10-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10000000-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-10000000-10-10005050-50050-50-40-40-40-40-40-40-40-40-10-10-
32、10-10-10-10-10-10-10-10-10000000000000-10-10000000-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-100000000000000000006#000000-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-303#-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000000000000铁000000-10-10-10-10-1
33、0-10-10-10Cab000000-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10Lab-10-10-10 汇丰码头-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-30-30-30沙-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10g-20-20-20-20-20-20-20-20g-40-40
34、-40-40-40通-30-30-30-30-30-30-30-3012#-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-30-30-30-10-10-10-10-10小000000-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10000000-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-40-40-40-40-40-40-40-40-10-10-10-10-10-10000000-10-10-10-10-10-10-10-10-
35、10-10-10-10-10-10-10-10-40-40-40-10-10-10-10-10-10-10-10-30-30-30-30-30-30-30-30000000-30-30-30-30-30-30-30-30-20-20-20-20-20-20-203 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)4 弯曲率(sinuosity)天生港十二圩港口西界港口农场水闸任港姚港2#南通节制闸1#7#8#9#10#11#13#金泾塘口七浦河七丫口杨林口通沙北横港沙沙州5#沙白沙-50-40000000000-20-30-10-10-10-
36、10-20-10-10-10-10000-20-10-30-30-30-30-20-20-20-20-10-104#-10福山新塘000-3000000000 黄-10海洋泾口000000-10-10-10-10-10-10-10-30营船港开-10新开港闸沙 四号坝-10-20-20-20-20-20-20徐六径-20-30000000000000七干河口望虞河口000黄泥山-20-10局部模型上边界（军用码头）-10新 00-10狼000山-10-10常浒河口-10-10-10-10-10沙-10新-40-40-40-40-30-20团结闸-10-10-10-10-10-10新江海河-10
37、-10-10茆-10-10-10-10-10-20钱泾口海 沙-30-10-10-10-10000局部模型下边界（白茆河口）海门港000新泾河000g-10-10-10-30-30圩角港崇 头000-10-10-40-40-40-40鹿鸣泾口浪港白-10-40荡茜口000000崇-20000-30茆-20-10000-10青龙港g明-10-20-20-20g东界港口六干河口A测流断面及垂线潮位站临时潮位站水山码头测流平台徐六径塘口BCabLab弯曲率=3 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)5 河底比降(slope of stre
38、am bed)河段上相邻两断面河底的高程差与该两断面之间中心线的长度（河长）的比值称为河底比降。3 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)6 比降定律(law of stream slopes)级河流的平均河底比降与低一级河流的河底比降的比值为常数。3 水系的几何学特征(Geometry characteristics of river system)7 交汇角(angle of confluence)两条河流的交汇角与两条河流的比降有关。B=aQ kac=13 水系的几何学特征(Geometry characteristics o
39、f river system)8 横 断 面（cross section）Bdm+b+f=1=kQ m b d=cQ f 4流域的形状特征（shape of basin）1、流域面积与面积定律2、流域长度和流域宽度3、流域形状4流域的形状特征（shape of basin）1 流域面积及面积定律分水线包围区域的平面投影面积称为流域面积（A）ABC,=2,3,AA 1RA=RA基本上是一个常数，在36左右。称面积定律，或霍顿面积定律。4流域的形状特征（shape of basin）BC2 流域长度和宽度从流域出口断面至分水岭的最大直线距离称为流域长度（B）。与它正交的方向的分水岭之间的最大直线距
40、离称为流域宽度（C）。AGrag发现，流域长度与流域面积有如下关系：Lb=1.4A0.568自然形成的流域不具有精确的相似性，没有流域面积长度定律。4流域的形状特征（shape of basin）3 流域形状形态因子：流域面积与流域长度平方的比值圆度：流域面积与周长为流域周长的圆面积的比值伸 长 比：面积等于流域面积的圆的直径与流域长度的比值Re=0.805A-0.068Re 为伸长比(RL1Rb Lb 1)D =L j N =1 j=1A河网密度的倒数称为河道维持常数。1A(RLb 1)D=5 流域的结构特征（structure of basin）1 河网密度和河道维持常数常数单位流域面积上
41、的河流长度称为河网密度Cf=N=1A单位面积上的链数链频度2 N1 1AL f =5 流域的结构特征（structure of basin）2 河流频度和链频度单位流域面积上的河流数目河流频度5 流域的结构特征（structure of basin）3 面积河长曲线若自分水岭开始，沿河道量取河长及相应汇水面积，则两者之间的关系称为面积-河长曲线。Ax=A(x/L)+15 流域的结构特征（structure of basin）4 高程曲线流域在某一高程处的水平截面面积与该高程的关系称为高程曲线。5 流域的结构特征（structure of basin）5 流域坡度流域上两点间的高差与它们之间直线
42、距离的比值两点之间的坡度。故坡度是位置的函数。水文学中最关心的是流域平均坡度。（1）多项式拟合（平面、曲面）（2）高程曲线法频率密度00.51.521坡度(m/m)5 流域的结构特征（structure of basin）5 流域坡度流域上两点间的高差与它们之间直线距离的比值两点之间的坡度。故坡度是位置的函数。坡度空间分布的统计曲线：0.40.30.20.10.06数字流域和数字水系数字高程模型及应用水系的随机模拟水系的分形理论第四章降 水(Precipitation)H H U主要内容降水要素及其时空变化表示方法降雨类型及其影响因素区域（流域）平均降雨量计算方法降雨资料的检验1234H H
43、U1 降水要素及其时空变化表示方法(Precipitation Elements&their temporal and spatial variations)降水的定义降雨的基本要素降雨时间变化的表示方法降雨空间变化的表示方法降雨要素的综合曲线H H U1 降水要素及其时空变化表示方法1 降水的定义：大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下，克服空气阻力，从空中降落到地面的现象称为降水。雨Rainfall雪Snow雹hail霜frost露dewH H U1 降水要素及其时空变化表示方法2 降雨的基本要素降雨量（深）：指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总雨量，用深度表示，以mm计。降雨历
44、时：降雨从某时刻到另一时刻所经历的时间称为降雨历时；一次降雨从开始到结束所经历的时间称为次降雨历时，以min,h或d计。降雨强度：单位时间内的降雨量称为降雨强度，以mm/min或mm/h计。降雨面积：降雨笼罩范围的水平投影面积称为降雨面积，以km2计。暴雨中心：暴雨集中的较小的局部地区，称为暴雨中心。时间时段降雨13:42014:0011.514:3033.515:3431.917:001.618:102.2降水量（mm）H H U1 降水要素及其时空变化表示方法123456040302010降水量过程图时 段3 降雨时间变化的表示(1)时段降雨量柱状图：时段降雨量与相应时段之间的关系图称为时
45、段降雨量柱状图。50时间时段降雨累积降雨13:420014:0011.511.514:3033.545.015:3431.976.917:001.678.518:102.280.719:00080.7降水量(mm)H H U1 降水要素及其时空变化表示方法120.0100.080.060.040.020.00.012 13 14 15 16 17 18 19时间累积降水量过程线3 降雨时间变化的表示(2)降雨量累积过程线：从降雨开始至某时刻的降雨量与该时刻时间之间关系曲线称为降雨量累积过程线。H H U1 降水要素及其时空变化表示方法3 降雨时间变化的表示(3)降雨强度过程线：降雨强度与相应时
46、间之间的关系曲线称为降雨强度过程线。H H U1 降水要素及其时空变化表示方法4 降雨空间变化的表示几个概念：雨量站网：一个区域内一般设立有若干个雨量站，其总和称为雨量站网。雨量站网密度：区域面积/雨量站个数等雨量线绘制：将每个雨量站观测所得的同一时段的时段降雨量或一次降雨的降雨量点绘在各自测站的位置上，然后按降雨量相同的原则连成光滑曲线。H H U1 降水要素及其时空变化表示方法a 等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。b 等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的符合程度取决于：(1)雨量站位置(2)雨量站数目H H U1 降水要素及其时空变化表示方法统计降雨强度过程线中各种不同历时的最大
47、平均雨强。最大平均雨强与历时的关系即为。5降雨要素综合曲线1降雨强度与历时曲线时 间累积降雨时段降雨13:000014:0011.511.515:0060.048.516:0077.017.017:0078.51.518:0080.72.2历 时累积降雨雨 强148.548.5265.532.8377.025.7478.519.6580.716.1680.713.4降水量(mm)40200806001234 5678时 间降雨强度与历时曲线例1H H U1 降水要素及其时空变化表示方法5降雨要素综合曲线2降雨深与面积关系曲线在一定历时降雨量的等雨量线图上，从暴雨中心开始，分别计算每一条等雨量线
48、所包围的面积及该面积的平均降雨深。点绘这两者之间的关系，所得曲线称为。H H U1 降水要素及其时空变化表示方法5降雨要素综合曲线3降雨深与面积和历时关系曲线分别对不同历时的等雨量线图点绘降雨深与面积关系曲线，得到一组以历时为参变数的降雨深与面积关系线。H H U2 降雨的分类及影响降雨的因素1 降水成因水汽、上升运动和冷却凝结（凝结核）是形成降水的三个因素。H H U按降雨动力冷却条件分台风雨气旋雨2 降雨的分类及影响降雨的因素2 降雨分类按降雨要素量级分对流雨地形雨H H U气旋雨2 降雨的分类及影响降雨的因素气旋雨：气旋或低气压过境带来的降雨称为气旋雨。非锋面雨暖锋雨锋面雨冷锋雨非锋面雨
49、气流向低压区辐合引起气流上升冷却产生降雨。锋面雨冷气团楔入暖气团底部迫使暖气团抬升形成降雨。暖气暖气暖气暖气团 团暖气团气团气团冷气团暖 暖气团暖气团冷气团气团气团暖气团冷 冷暖气团暖气团团冷气团暖气团冷气团暖气团暖气团冷气冷气团暖气团团团暖冷气团冷气团冷气团冷气团冷气团冷气团冷气团冷气团特点：落区大雨强小历时长暖锋雨冷小大短H H U2 降雨的分类及影响降雨的因素对流雨：地面受热升温，下层空气膨胀上升和上层空气形成对流运动。下层暖湿空气上升到高空遇冷凝结形成降雨。特点：多发生在夏季午后，强度大、面积小、历时短。可形成雷雨的鬃积雨云（云图）北京市H H U2 降雨的分类及影响降雨的因素台风雨：
50、热带海洋上的风暴登陆大陆所引起的降雨称为台风雨。特点：降雨不均，暴雨强度极大，历时较短。登陆陆H H U毁后的板桥水库H H U2 降雨的分类及影响降雨的因素地形雨：由于地形的抬升作用导致的降雨称为地形雨。特点：降雨不均，暴雨强度极大，历时较短。H H U2 降雨的分类及影响降雨的因素3 影响降雨的因素1.地理位置的影响低纬度地区降水多于高纬度地区，沿海地区降水多于内陆地区。2.气旋、台风路径的影响常有气旋、台风过境的地区降水较多。3.地形的影响地形主要通过强迫气流抬升使降水量增多。4.其它因素的影响H H U3 区域（流域）平均降雨量计算方法算术平均法泰森多边形法等雨量线法距离平方倒数法H
