降水效果

降水效果（精选九篇）

降水效果 篇1

当地下水位较高或有丰富地面滞水的地段进行基坑工程土方开挖施工时, 常会遇到含水层被切断, 地表和地下水大量侵入, 不仅土方开挖困难, 边坡易于塌方, 而且使地基承载力降低, 导致工程建成后建筑物产生不均匀沉降;或出现管涌、流砂、坑底隆起等变形现象, 影响临近建筑物使用安全和工程顺利进行, 因此基坑的排、降水常常是开挖施工前必须解决的重大技术问题。采用合理有效的排水或降低地下水位措施, 使基坑开挖达到无水状态, 以保证工程质量和施工的顺利进行。一般情况下, 基坑开挖前应具备以下条件:1) 将基坑水位控制在坑底以下1 m, 降低坑内土体含水量, 方便挖掘机和工人在坑内施工作业, 有利于坑内土体的边坡稳定, 防止坑内土体滑坡。2) 降低承压含水层的承压水水头, 防止基坑底部发生突涌, 确保施工时基坑底板的稳定性, 同时尽量减少由于降水引起的地表沉降, 减小基坑降水对周边环境的影响。

2 工程概况及地质条件

本站为地下两层双柱三跨岛式站台, 自然地坪高程+1.48 m, 车站主体结构长约320.8 m, 结构标准段总宽度33.46 m, 车站标准段基坑开挖深度约18.5 m, 端头井基坑开挖深度约19.87 m。车站端头处有一栋五层居民楼, 筏板基础, 距离车站基坑11.4 m。基坑围护结构采用800 mm厚地下连续墙, 地连墙接缝处施作品字形布置的高压旋喷桩用来止水, 基坑中间设置两道分隔墙, 将基坑分为三个区域, 此次降水区域主要针对南区实施, 南区围护结构深度为38.5 m~42 m, 墙底标高为-37.02 m~-40.52 m, 如图1所示。

根据勘察报告等调查资料, 本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水, 赋存于第Ⅱ陆相层中及其以下粉砂及粉土层中的地下水具有承压性。各土层的渗透系数值见表1。

3 降水设计及试验

3.1 降水设计方案

为了保证基坑土体疏干、坑底土体稳定性、不产生突涌等渗透问题, 根据本车站地质条件、施工环境、水位降深要求等因素, 综合考虑采用深井管井降水方法, 采取坑内疏干降水和减压备用的综合降水方案, 将基坑内地下水位降至基坑底以下1 m, 从以下两个方面采取措施:1) 基底进入第一承压含水层, 故将其作疏干处理, 即疏干井需进入第一承压含水层一定深度, 将第一承压含水层一并作为疏干目的层进行疏干降水。第二承压含水层 (9) 13粉土、 (9) 14粉砂、 (10) 2粉砂相对较薄且不连续, 多以透镜体的形式存在, 基坑围护结构已经将上述含水层隔断, 根据疏干井设置深度进入基底以下6 m, 疏干井井底已经大部分进入到 (9) 13粉土、 (9) 14粉砂层。因此本次降水设计将第二承压含水层所包含的连续的平均厚度约3 m的 (11) 2粉土、 (11) 24粉砂层作为第二含水层的主要目的层考虑。2) 由于基坑周边环境比较复杂, 道路管线和建筑物较多, 且距离基坑较近, 对沉降要求较高, 考虑基坑自身风险, 在坑外布置部分观测井, 及时掌握坑内减压降水对坑外水位的影响。同时为减少降水对坑外环境的影响, 降水运行控制期间, 严格执行分层降水、按需降水、动态调整的降水原则, 尽量减小坑外水位下降对环境的影响。

×10-6cm/s

3.2 降水设计计算

参考相关文献及规范, 疏干井计算如下:

1) 涌水量计算。

a.基坑潜水涌水量估算:

其中, Q1为基坑涌水量 (潜水含水层涌水量, m3) ;μ为疏干含水层的给水度;A为基坑开挖面积;s为基坑开挖至设计深度时的疏干含水层中平均水位降深。

经计算:

b.基坑第一承压水涌水量估算:

c.基坑越流补给水量估算:

其中, A为基坑总面积, 约2 179 m2;k为第二、三承压含水层之间弱透水层的垂向渗透系数, 结合勘察报告取0.01 m/d;Δh为第二、第三承压含水层水头差, Δh=-4- (-19) =15 m;L为渗流路径, 结合地质剖面图, 平均取3 m;t为疏干降水时间, 本工程基坑疏干预降水时间为15 d~20 d。

计算得:

因此, 基坑总涌水量:

2) 基坑降水井数量计算。

为确保基坑顺利开挖, 需要降低基坑开挖深度范围内的土体含水量。

a.坑内疏干井数量按下式确定:

其中, n为井数量, 口;A为基坑需疏干面积, m2;a为单井有效疏干面积, m2。

根据本地区经验, 单井有效疏干面积按250 m2考虑。

主体基坑区需要疏干面积约2 179 m2, 本工程单井有效疏干面积取250 m2。计算得, 主体基坑区需要布置9口疏干井。

b.根据公式:

其中, n为疏干降水井数量;Q为基坑需疏干的总涌水量, m3;q为单井涌水量, 结合基坑范围内需疏干各土层的渗透系数, 取q=30 m3/d;t为基坑开挖前预降水时间 (按15 d计算) 。

计算得:基坑内需布置疏干井9口。与上述按有效疏干面积计算所得井数基本相近, 因此基坑内布置9口疏干井。

3.3 降水试验

本次降水基坑内9口降水井S-37, S-38, S-40, S-18~S-23作为抽水井, 1口降水井S-39作为坑内水位观测井, 共分四步进行, 持续时间11 d。第一步:基坑9口抽水井水泵放置深度15 m, 同步观测坑内水位观测井及坑外观测井水位, 抽水持续时间2 d。此时间段内坑内抽水井动水位均已降至地面下14.5 m左右, 各井出水量有所减小, 出现断流迹象;坑内疏干井观测井水位稳定在-12.3 m;同时坑内5口减压备用井水位也有明显下降。第二步:基坑9口抽水井水泵放置深度24 m, 同步观测坑内水位观测井及坑外观测井水位, 抽水持续时间3 d。此时间段内坑内抽水井动水位只能降至-18 m左右, 各井出水量没有明显减小, 坑内疏干井观测井水位稳定在-15.2 m。同时坑内5口减压备用井水位继续下降。第三步:由于第二步抽水期间, 坑内水位观测井水位只能稳定在-15.2 m位置, 不能满足水位降至基底以下1 m的要求, 且基坑内抽水井动水位只能降至-18 m左右, 并未达到井底, 各抽水井并未出现断流, 因此更换出水量更大的水泵进行集中抽水4 d。第三步抽水期间, 坑内抽水井动水位均已降至-23 m左右, 各井出水量有所减小, 出现不同程度的断流迹象, 坑内疏干井观测水位稳定在-19.4 m, 同时坑内5口减压备用井水位继续小幅下降。第四步:水位恢复阶段。基坑所有抽水井停止降水运行, 观测基坑水位恢复情况, 水位恢复时间为2 d。通过此次降水试验发现基坑对应的浅层水、 (9) 13层、 (9) 14层承压水、 (10) 2层、 (11) 2层承压水均出现不同程度的水位下降, 随含水层深度由浅到深, 水位下降幅度逐渐增加, 且承压水观测井存在个别位置观测井水位下降较大。

3.4 施工监测

此次降水期间, 地表沉降累计最大为-6.62 mm, 建筑物近基坑点沉降变化较大, 最大沉降值为-12.8 mm, 近基坑点累计沉降值大于远基坑点累计沉降值, 建筑物沉降缝两侧变化不同, 远基坑部分不均匀沉降较近基坑部分小, 此栋建筑物受降水影响明显, 降水试验过程中沉降速率进一步加大。

4 原因分析及措施

4.1 原因分析

通过对降水结果进行分析, 初步判断此基坑范围各含水层之间存在一定的水力联系, 基坑有较大水源补给, 坑外水位下降主要是深层承压水水位下降, 上部越流补给所导致, 具体原因可能有以下几个方面:

1) 地下连续墙局部存在渗漏现象, 出现过水通道, 导致基坑内外水力联系密切。可能是墙体中夹泥或淤积物在水头压力下失去稳定在墙体内或边界上形成集中渗漏通道。2) 地下连续墙接缝处的高压旋喷桩施工质量较差, 未能达到密闭效果。可能包括由于施工机械故障、管线等影响形成的施工冷缝, 在采用高喷桩封闭止水帷幕过程中封闭不彻底, 不能达到止水要求的渗透系数、强度等的要求。3) 本站地质复杂, 相对隔水层起伏大, 可能存在相对隔水层在基坑中部某处局部缺失或薄弱, 地下水从基坑底部补给。

4.2 可采取的措施

1) 基坑外围止水帷幕加深。根据基坑降水试验分析结果, 坑内外水力联系紧密。因此, 在既有地连墙外侧, 设置连续旋喷桩止水帷幕, 加深地连墙底部止水帷幕长度, 上部与既有地连墙搭接。2) 邻近基坑的建筑物采取补偿注浆的保护措施。建议从坑内打设注浆管, 对建筑物采取补偿注浆方案, 控制建筑物绝对沉降变形及不均匀沉降变形, 达到建筑物保护目的。3) 地连墙接缝处墙底注浆措施。针对地连墙工程, 接缝为防水薄弱部位。建议对每个地连墙接缝处, 墙底附近进行注浆, 加强接缝止水效果。4) 坑外回灌措施。鉴于周边建筑物风险级别较高, 建议坑外设置回灌井, 必要时启动。

5 结语

在基坑降排水设计和施工过程中, 应注意以下几个方面:

1) 当采用地下连续墙做止水帷幕时, 应当确保地连墙的施工质量, 尤其是地连墙接缝处的处理, 保证降水前止水帷幕的完整性。2) 在基坑土方开挖与支护的过程中, 出现局部地质变异性大、局部流砂或涌水、积水现象也是在所难免的, 应从基坑水文地质条件及周边环境出发, 因此充分考虑相应的应急预案或处理措施是十分必要的。3) 在基坑工程中一定要谨慎处理地下水, 采取优化合理的降水方案以降低对坑外地下水的影响;同时要加强施工期间的观测, 及时调整施工方案, 并采取有效的措施防止周围地面破坏性的沉降。

摘要：结合某地铁深基坑工程案例, 依据工程的地质条件, 对基坑降水方案进行了研究, 并对涌水量、降水井数量作了计算分析, 通过降水试验结果, 总结出了基坑降水的技术要点, 使基坑开挖达到无水状态。

关键词：基坑,降水,计算,试验

参考文献

[1]吴林高.工程降水设计施工与基坑渗流理论[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]雷振华.深基坑工程降水技术浅析[J].隧道建设, 2006 (4) :23-26.

降水和降水的分布 篇2

通过学习使学生了解降水的观测方法和降水形成的过程。

掌握世界年降水量的分布规律。

认识降水的季节变化类型。

初步学会阅读世界年平均降水量的分布图，说出世界降水量分布的差异。

使用降水柱状图，说明降水季节变化的特点。

训练学生的推理能力和思维能力。

培养学生观察能力、勤于思考的品质。

教学建议

关于的总体教材分析

本节教材内容的安排与前一节的气温分布有类似的地方，可以利用前一节的分析方法，引导学生从降水的来源→降水量的测定→降水的时间和空间分布→分析成因，这样安排符合学生的思路，能够调动学生学习兴趣，使其积极主动参与学习过程。

大气降水是从空中降落下来的雨、雪、雹等总称。教材通过一段文字讲述了降水的来源到降落到地表的动态过程，水汽从 这里可以使学生充分认识到：物质是在一刻不停运动着的，而运动是由一定规律可循的。

降水量的测定首先是学生形成年降水量的准确概念，其次在降水量的测定过程中培养学生的实际操作能力。

世界降水的分布和降水的季节变化，教材体现了降水的时间概念、空间概念、数量概念的结合。在降水的空间分布中，教材通过提问对各地降水量的多少作了定性的叙述，而在降水的季节变化中，偏重定量的说明。在此基础上，归纳出降水的时空分布规律。另外，教材用提问、图像、小结的形式，反复说明一个问题，但侧重点有所不同：图像能够较直观地反映降水的时空分布和变化情况，培养学生的观察力;课本提供的读图问答，引导学生读图思路，降低难度和训练思维;课文中对规律的总结归纳，可以使学生由感性认识上升到理性认识。

关于“降水的分布”和“降水的季节变化”的教法建议

对于降水的分布，同样也分为时间(季节)和空间(世界)的变化。某地降水的时间变化用降水柱状图，降水的空间分布用世界年降水量分布图。教学中可以采取以下办法：

1、引导学生明确年降水量世界分布中“等降水量线”的含义，可以与等高线、等温线对比，知识迁移。

2、读世界年降水量分布图，按照提出问题→读图分析 → 总结规律→分析成因的步骤进行。提出问题可以参照课本商有关内容。最后总结归纳，用表格的形式展示，表格的“列”的排列是从低纬到高纬，如果画成半球图展示，更直观，效果可能更好。总之，是知识系统、条理清楚，便于学生理解。中纬地区东西两岸先不填写内容。

降水 分布	赤道附近	南北回归线附近		中 纬 地 区			两极附近
	常年多雨	大陆西岸	大陆东岸	大陆西岸	内陆	大陆东岸	降水少
		常年少雨	夏季多雨	冬季多雨 夏季干燥	降水少	夏季多雨
原因 分析	气温高，空气上升降温，易成云致雨	副高控制时气流下沉；信风控制时，风从陆吹向海洋	夏季风从东部海洋吹向陆地	受西风影响多雨，受副高控制少雨	距海远，水汽难以到达	夏季风从东部海洋吹向陆地	温度低，冷空气下沉，不易降雨

3、对于降水柱状图，首先要识图，了解绘图方法，找到它与气温曲线图的不同之处。其次要读图：各月降水量的约数，什么季节多雨?什么季节少雨等，充分利用课本中提出的问题。最后归纳出世界降水季节分布五种类型。

4、将降水柱状图中涉及的几个城市，依照2表格中归纳的降水空间图中找到它们的大体位置。如新加坡在赤道附近，所以为全年多雨型。完成表格中中纬东西岸的内容。对降水时空分布形成的原因，本节教材涉及的不多，都放在影响气候的因素中一起讲解了，教师提前在这里引导学生简单的分析、讲解，可以起到及时了解原因、分散难点的作用。

这节内容不太难，应充分利用课本插图及课文中涉及的问题，通过学生的认真观察、讨论，找出降水时空分布的规律。使学生在读图、析图、归纳上有所提高。

关于“降水和降水量的测定”的教法建议

对于本节课，首先应使学生明确降“水”的来源，可以用举例、动画、朗读等方法，从感性入手认识到水汽的来源是海陆水体蒸发及植物的蒸腾。通过动画使学生认识到降水形成的过程。注意提醒学生降水与降雨的不同之处。

对于“降水量的测定”，学生看课本雨量器示意图，引导学生想象、自己设计简易的雨量器，有条件的学校可以组织观测。测定降水量时应每天定时观测(每天8时、20时)，不是等降水后才测;降水量的单位是毫米(mm);降水量是指某个时段(日、月、年)降水的总和(以便与气温区别)，通常所说的某地年降水量是指该地的多年平均降水量，可引导学生计算多年平均降水量;教师可以选择补充降水等级的划分，使学生对日常的降水量预报有较为清晰地认识。

降水效果 篇3

关键词：深基坑,止水帷幕,地表沉降,渗流

地铁建设活动中的深基坑工程引起的地表变形, 主要源于水、土两个方面。即:含水层疏干导致土层固结变形以及基坑开挖引起土体应力释放与地层应力平衡状态改变, 坑周产生应力差和剪应变, 引起土层位移和地表变形。显然, 考虑到地表沉降的区域性、缓变性特点, 工程降水引起的区域性地表变形应该是地表沉降控制研究的关键。本文以西安地铁施工中的一典型工程为例, 建立二维有限元模型, 对基坑降水环境效应的耦合性状进行分析, 探讨采用不同止水形式对地表沉降影响的规律。

1 工程概况

西安地铁某车站主体结构形式为地下三层, 标准段底板埋深约为24m, 拟采用明挖法施工。设3个出入口及1个预留出入口, 出入口底板埋深约10m, 出入口拟采用明挖顺筑法施工;车站主体基坑围护结构采用围护桩形式, 基坑从南向北分段分层开挖。

1.1 工程水文、地质条件

根据地质勘察报告揭示, 自上而下分析该场地地层条件, 表层为以路基为主的人工填土;地下水位以上为具湿陷性3-1-1层新黄土, 地下水位附近为性质较差的新黄土3-1-2层, 其下为性质一般的3-2-2层古土壤及4-1-2层老黄土, 再向下为物理力学性质较好且厚度、层位稳定的夹4-7层密实中砂的4-4层粉质黏土。该场地地面下40m深度内, 各地层均连续分布, 且成层厚度均匀, 车站基坑范围内各个土层性质如表1。

该车站附近无地表水体, 车站工程建设影响范围内为地下潜水。场地潜水赋存于上更新统残积古土壤、中更新世风积黄土和冲积粉质黏土及其砂夹层中。主要含水层为中更新统冲积粉质黏土1层中砂夹层, 该层透水性好, 赋水性强。地下水位在地面下8m左右, 属潜水, 车站各主体结构均位于地下水位以下。

1.2 基坑降水方案设计

方案1:坑外降水, 见图1。基坑开挖深度24米, 基坑围护桩桩长31米, 嵌固深度7米。降水井滤水管深度35米, 与围护桩水平距离2.5米。

方案2:坑内降水, 围护结构外加止水帷幕, 见图2。基坑开挖深度24米, 嵌固深度7米。基坑围护桩桩长31米, 止水帷幕深度31米, 降水井滤水管深度35米。此方案为工程实际采用方案。

2 模型建立

2.1 基本假定

为了方便问题分析, 掌握规律, 本文作了以下假定:1) 假定降水阶段土体的应力-应变关系符合弹性应力-应变关系;2) 按平面应变问题考虑, 井点、深井对称分布在基坑边;3) 初始地下水位在地表;4) 井点、深井降水前, 土体在自重作用下固结已完成;5) 埋设井点、深井引起土体应力和变形不予考虑, 暂不考虑基坑开挖引起的变形。

2.2 计算区域确定

计算深度取30m。降水影响半径以库萨金经验公式求得的最大降水影响半径和工程经验值为参考, 并在实际建模中作调整。本文中取降水影响半径R=200m, 即认为距离基坑边200m以外地表水位线不变化。在降水影响半径附近尽管水位下降值已趋向零, 但由于不均匀沉降所产生的剪切变形会引起竖向沉降重新调整和向邻近土体扩散, 即在沉降大的地方有所减小, 小的地方有所增大, 并随着距离的增大而逐步趋向于零。因此, 沉降区的影响范围比水头下降区的范围大, 但在降水影响半径一定距离以外, 不论是绝对沉降量还是差异沉降量都已经相当小了。本文取离开基坑边距离200m处水平位移和竖直位移为零, 见图3。

2.3 网格化分和边界条件

2.3.1 网格化分

采用有限元软件ABAQUS以非饱和土和非稳定渗流理论为基础, 采用平面四边形单元 (CPE4P单元) , 有限元网格化分见图4。计算区域各土层特性参数见表1。

2.3.2 位移边界条件

bc边为对称约束, 即水平位移为零;ad边水平、竖直方向位移约束, 即水平、竖直位移为零;ab边水平、竖直方向约束, 即水平、竖向位移为零。

2.3.3 孔压、流量边界条件

e边为对称面, 即流量为零;ab边不透水, 即流量为零;井点管上部i点处为流量边界 (流量大小按实际流量施加) , 如果把其作为深井考虑, 可考虑i点的孔压为零;dh边孔压为零。

3 计算结果与分析

3.1 降水方案一

采用方案一坑外降水。基坑开挖至24米时, 分析计算出基坑外地下水位的变化规律, 对计算所得的基坑外水位线随时间以及地表沉降进行了分析。水位变化与基坑距离关系见图5所示。

模拟基坑开挖至开挖深度8米、16米、24米时, 地表沉降随基坑坑壁距离变化见图6所示。由图可知, 未降水时, 开挖对距离坑壁2h范围内地表有影响, 在距基坑2h以外, 沉降几乎为0。当在基坑外布置抽水井时, 潜水区水位大范围下降, 导致大面积地表变形。在距基坑3h范围内, 沉降超过4mm, 向靠近基坑方向线性增加, 在距基坑壁8米处地表沉降最大, 达到-28.9mm。在距基坑10h以外, 地表沉降趋缓, 但仍在很大范围内沉降超过2mm。

3.2 降水方案二

采用方案二坑内降水, 旋喷止水帷幕深入到降水目的的含水层的底板内, 坑内的含水层水位降低时, 坑外潜水的水头变化微小。水位变化与基坑距离关系见图7所示。

模拟基坑开挖至开挖深度8米、16米、24米时, 地表沉降随基坑坑壁距离变化见图8所示。由图可知, 由于此种降水方式, 止水帷幕深入降水目的的含水层的底板内, 基坑内降水对坑外水位影响甚微, 各工况地表变形主要由围护结构的变形引起。开挖对距离坑壁2h范围内地表有影响, 最大沉降只有12.9mm。在基坑2h以外, 沉降小于3mm。此种降水方式对地表沉降效果较好。

模拟各开挖工况下计算地表变形与实测变形比较见图9、图10所示。计算值与实测地表变形吻合较好, 说明模型各参数选取符合实际, 可以用来预测基坑开挖降水对更远范围的地标影响。

结语

以上计算结果表明, 地铁深基坑施工过程中, 止水形式对坑周地面沉降影响迥异。第一类渗流特征 (方案一) , 坑外降水引起地面沉降范围较广, 程度较大, 距基坑坑壁2h处沉降量达11.2mm, 在距坑壁2-11h范围内沉降量线性减小。第二类渗流特征 (方案二) , 地表变形主要由围护结构自身变形引起, 降水影响不明显, 且地表变形主要集中在坑周2h (开挖深度) 范围内, 条件允许时应采用第二类止水措施。

参考文献

[1]陈雷, 张在明, 施工降水设计及其对邻近建筑的影响[J].岩土工程师, 1995, 7 (01) :24-28.

[2]胡其志, 何世秀, 基坑降水引起地面沉降的分析[J].湖北工学院学报, 2001, 16 (01) , 66-69.

[3]冯晓腊.三维水土藕合模型在深基坑降水计算中的应用[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (07) :119-1201.

[4]唐翠萍.软土地基基坑开挖降水时引起的周围地基的沉降分析田[D].上海:上海交通大学, 2007, 1.

降水和降水的分布教案 篇4

知识目标

1、知道降水及降水量的测定。

2、能举例说出降水与人类生产和生活的关系。

3、能用降水量柱状图，说明降水的变化规律。

4、能用世界年平均降水量图，说明世界降水分布的差异。

能力目标

1、初步学会阅读、绘制降水柱状图。

2、初步学会阅读世界年平均降水量分布图。

3、培养学生读图分析解疑能力和思维能力。

德育目标

通过对降水的学习，对学生进行辩证唯物主义教育。

教学重点

降水的分布

教学难点

1、降水和降雨。

2、降水的季节变化。

教学方法

启发式谈话、图像分析为主的教学方法。

课时安排

一课时

教具准备

1、降雨、降雪等景观图片。

2、制作多媒体课件。

教学过程

[导入新课]

创设环境，引导学生自觉地、积极地投入到本节课的学习之中。用一段视频材料“降雨、降雪、降冰雹”，依次展示三种天气现象，最后画面定格为正在降落中的雨、雪、雹三种降水的形式，使学生观察得出降水的概念。推出课题：降水和降水的分布。

[讲授新课]

一、降水与生活

1、教师提出：“降水就是降雨”的说法，把学生一分为二，争辩这个说法是否正确?为什么?让学生在争辩中知道：降雨只是降水中的一种主要形式，降水还包括雪、雹等其他形式。因此，从大气中降落到地面的雨、雪、雹等，统称为降水。

板书1、降水及其主要形式

2、让学生根据自己的观察和体验来描述下小雨、中雨、大雨、暴雨时，所看到的、听到的情景和感受。然后教师进行描述，让学生判断。

雨滴下落时清晰可辨，地面全湿，但无积水或积水很少。(小雨)

雨滴下落时连续成线，落到地面四处飞溅，能听到雨声，地面积水较多。(中雨)

雨滴下落时模糊成片，落到地面溅的很高，雨声激烈，地面积水很多。(大雨)

雨如倾盆，雨声猛烈，地面积水特别快，下水道往往来不及排泄，常有外溢现象。(暴雨)

3、让学生阅读课本p54活动1，以第一项给出的影响案例做参照，讨论降水从哪些方面影响人类的生产和生活。教师把学生分成3组，每组讨论剩余三项中的一项。在各组讨论形成共同意见后，选出一名代表在全班发言交流。通过此项活动，使学生加深认识降水对人类活动的影响。

4、教师对学生的交流情况评价点拨后承转：无论是人类的生产还是生活活动，都受降水的影响。那么，降水落到地面，我们如何知道降水量的多少呢?

板书2、降水量的测量

5、多媒体课件演示降水量的测定

雨量器画面1依次展示储水筒、储水瓶、漏斗、盛水器，并组装成降水量测定的工具――雨量器及量杯，说明雨量器的构成和测量单位(毫米)。

画面2用降水动画，并配以降水声，雨水通过漏斗进入储水瓶，再倒入雨量杯，从而测出降水量。并依次显示某天上午8时的降水量知晚上20时的降水量，指导学生会测、会记录、会计算日降水量。继而引导学生思考月降水量、年降水量。

6、在学生观察了解的基础上，教师进一步说明：一般每天(不管是否降水)8时、20时各观测一次，并把两次观测到的降水量相加，得到的是该地的日降水量;把某月每天观测到的降水量相加，得到的是该地的月降水量;把某年每月观测到的降水量相加，得到的是该地的年降水量。教师要特别强调：通常所说的年降水量，是指多年平均降水量。

7、让学生根据自己的体验，说说当地一年内各季的降水是否均匀;哪个季节多?哪个季节少?转入降水的季节变化。

板书二、降水的季节变化

1、教师说明一个地方一年内降水的季节变化，通常用各月降水量柱状图来表示。

2、多媒体课件展示降水量柱状图的绘制，教师边鼠标点击，边说明。引导学生了解降水柱状图的组成以及绘制的方法和步骤，并让学生准备好画图工具跟着绘制。

(1)显示某地多年月平均降水量资料

月份123456789101112

降水量/毫米10522477181135169112572412

(2)画面显示一个长方形图(指导学生要把握图幅的大小，不要过小或过大)。

(3)画面显示横坐标，依次标注12个月份。(指导学生把横坐标12等份，在每等份的中央标注月份)

(4)画面显示纵坐标，依次标注降水量刻度，单位是毫米(指导学生降水量的刻度，要根据资料中月平均降水量的最高值和最低值来确定。如本资料中，最高值169毫米，最低值5毫米，因而每个刻度就应确定为30毫米或50毫米，总刻度从0至200毫米就行了)。

(5)画面逐月显示12根柱形，说明12根柱形表示12个月的降水量，每根柱形的高低表示各月降水量的多少，12根柱形的降水量之和，表示年降水量(指导学生根据资料中各月降水量的多少，依次画出12根柱形，注意提示学生每根柱要画在横坐标每等份的中央，即12根柱形之间的距离要相等，不要太粗或太细)。

3、学生画好图后，鼠标点击读图要求，引导学生分析该地降水在一年的季节变化情况。

(1)该地哪几个月份降水较多?(7、8、9月份)

(2)该地哪几个月份降水较少?(1、2、3、4、11、12月份)

(3)该地的年降水量是多少?(约749毫米)

(4)说明该地降水的季节变化。(该地全年降水较多，且不均匀，夏秋降水较多，冬春降水较少)

4、根据以上分析，总结降水柱状图的阅读方法。先让1~2名学生谈谈，大家补充，最后归纳：首先看柱状高低，对照降水量刻度，读出各月降水量的约数，以及计算全年的降水量。其次分析降水在一年内的季节变化情况，包括该地降水全年多或少，各季降水分配是否均匀，什么季节多雨，多到什么程度，什么季节少雨，少到什么程度等。

5、多媒体展示反馈练习。把学生分成5个小组，某地各月雨量的分布

先给每个小组分配一个问题(或让各小组自选、抽题都可以)，然后各小组根据问题找出相应的图组织讨论(如第1小组②题→e图→讨论)

根据a~e几个地方的全年各月降水量分布图，回答下列问题。

世界各地各月雨量的分布：

(1)哪个地方的降水量夏季多，冬季少?最多月与最少月相差多少毫米?(b图所在的地方夏季多雨，冬季少雨。最多月与最少月相差约200毫米)。

(2)哪个地方各月降水量都很少?少到什么程度?(e图所在的地方全年少雨，少到连续几个月不降一滴水)

(3)哪个地方的降水量冬季多，夏季少?年降水量约多少毫米?(d图所在的地方冬季多雨，夏季少雨，年降水量约850毫米)共4页，当前第2页1234

(4)哪个地方各月降水量适中，分布比较均匀?各月降水量大致在多少毫米左右?(c图所在的地方雨量适中，各月降水量分配比较均匀，而且大致都在50毫米左右)

(5)哪个地方各月的降水量都很多，最多的月份在多少毫米以上?(a图所在的地方各月降水都很多，最多的10月份降水量达到400毫米以上)

6。各小组代表发言交流，教师评价点拨后承转：世界各地的降水不只是季节上有变化，就不同地方来说，降水也不一样，有的地方多，如a地，(指图)有的地方少，如e地，(指图)那么，世界降水分布有没有规律可循呢?

板书三、降水的分布

1、教师指出世界降水的空间分布，通常用等降水量线图来表示。等降水量线与前面学习过的等高线、等温线一样，都属于等值线。也就是说，在同一条等降水量线上，各点的降水量相等，等降水量线图的阅读要领与等高线图、等温线图的阅读要领基本相同。

2、多媒体展示课本p56图3.21“世界年降水量的分布”读图分析下列问题。

(1)赤道附近各地的年降水量，大多在多少毫米以上?

(2)由赤道向两极，年降水量是怎样变化的?

(3)在南、北回归线附近，大陆东岸与大陆西岸的年降水量有什么差别?

(4)在中纬度地区，大陆内部与沿海地区的年降水量有什么差别?

(5)世界降水量最丰富的地区和最贫乏的地区各分布在哪里?

3、以“世界年降水量的分布”为底图，教师边鼠标点击，边引导学生观察、分析读图要求，边得出结论。

(1)画面显示用红色勾勒出赤道，并闪烁。对赤道附近降水量在毫米以上的地区用黑色闪烁，让学生读出降水量，归纳出第一问的结论：赤道附近地区降水多，年降水量在毫米以上。

(2)画面显示用蓝色虚线勾勒出南、北极圈，并闪烁。对两极地区降水量在200毫米以下地区用黑色闪烁，让学生读出降水量，归纳出第二问的结论：两极地区降水少，年降水量多在200毫米以下。

(3)画面显示用绿色虚线勾勒出南、北回归线，并闪烁。然后用黑色块分别闪烁回归线东西两侧的降水量，让学生观察、比较;得出第三问的结论：南、北回归线附近，大陆东岸降水较多，西岸降水较少。

(4)画面分别显示北回归线和北极圈、南回归线和南极圈，让学生指出是哪两带?(北温带和南温带)然后对温带地区内陆和沿海地区降水量分别闪烁，让学生观察、比较，得出第四问的结论：在温带地区，大陆内部降水较少，沿海地区降水较多。

(5)画面分别显示乞拉朋齐和阿塔卡马沙漠所在地方及降水量，并闪烁。让学生从两地所在的降水量的多少，得出第五问的结论：世界降水量最丰富的地区是乞拉朋齐，最贫乏的地区是阿塔卡马沙漠。

4、通过以上读图分析，教师进一步引导学生共同归纳出世界降水的分布规律。

板书1、赤道附近地带降水多;两极地区降水少。

2、南、北回归线两侧，大陆东岸降水多，大陆西岸降水少。

3、在温带，沿海地区降水多，内陆地区降水少。

5、让学生回忆影响世界各地气温的分布，有很大差别的因素有哪些?(纬度、海陆、地形)同样，使世界各地，有的地方降水多，有的地方降水少，也是受纬度位置和海陆位置因素影响的结果，除此之外，还受地形的影响。

6、多媒体演示地形对降水的影响。

(1)画面显示山体。

(2)画面显示暖湿气流，并沿坡爬升，闪现云层、降雨。

(3)让1名学生上讲台指图说明：哪是迎风坡?降水多还是少?(多)哪是背风坡?降水多还是少?(少)大家评判补充，使学生认识迎风坡和背风坡及其与降水多少的关系。教师并给学生说明乞拉朋齐在喜马拉雅山的南坡(印度境内)，位于迎风坡，因而降水很多，被称为世界“雨极”。

板书4、迎风坡降水多，背风坡降水少

[课堂小结]

多媒体展示本节知识要点与检测。边检测，边质疑，边归纳知识要点。

板书设计第三节降水和降水的分布

活动与探究

1、根据你的生活体验，结合本节所学的知识，思考学校所在地的一年之中，哪个季节降水多?哪个季节降水少?为什么?

2、阅读课本p56图3.21“世界年降水量的分布”，思考下列问题。

(1)年降水量在1000毫米以上的地区主要在哪些大洲的什么位置?(非洲的中部、亚洲的东部和东南部、南美洲的北部和中部)

(2)年降水量在200毫米以下的地区主要在哪些大洲的什么位置?(非洲的北部、亚洲的西部和中部、大洋洲的澳大利亚中部)

降水效果 篇5

1“尤特”登陆后的降水

第11号台风“尤特”于2013年8月14日15时在阳江市阳西县溪头镇登陆, 15日进入广西, 并减弱为热带风暴。“尤特”减弱前已经给云浮市带来了大面积的暴雨局部大暴雨天气。“尤特”减弱后的低涡在广西境内一直维持到19日。低涡在广东省的强降水集中在粤北、粤西和粤东, 云浮市地区主要以中雨为主, 局部有暴雨。事后回顾, 对“尤特”低涡造成的降水预报偏大, 连续空报暴雨, 因此有必要分析“尤特”低涡在云浮地区降水偏少的原因。 (如图1)

2 不利“尤特”低涡暴雨原因分析

2.1 高层辐散。大范围持续性的高层强辐散可以为大暴雨的出现提供很好的高空抽吸作用, 为低层强降水提供有利的条件。反之没有高空强辐散, 则不利于强降雨的维持, 不利于暴雨以上强降雨出现。200hpa图上, “尤特”低涡中心15-17日清晰可见, 随着流场的变化, 强辐散区不断出现在华南上空, 但最强辐散区一直出现没有出现在云浮上空 (图2) 。由此可见, 高空辐散场并不利于云浮出现大范围暴雨。2.2低层水汽和热量输送通道。数值试验表明, 低空急流输送的水汽通过影响热带气旋的结构来改变其强度, 充沛的水汽供应有利于热带气旋暖心的维持, 外界水汽输送有助于热带气旋雨带中的强对流活动, 使雨量加强[1]。实验表明了西南季风急流对残涡维持和残涡积云暴雨的重要性。水汽充沛是出现暴雨以及大暴雨的必要因素, 由水汽通量图 (图3) 上可以看出, 15日夜间到17日, 南方暖湿气流输送的水汽集中在粤西沿海到粤东, 粤北一带, 恰好和最强降雨落区有较好的对应关系, 云浮地区则属于水汽通量较弱的区域, 降水强度受到影响也是理所当然。温度图 (图4) 上也可能看出温度的输送路线, 暖湿空气的热力作用对云浮地区降水的贡献相对其他地区偏小。

3 地形作用初探

当台风登陆后, 陆地地形的摩擦作用将耗损登陆台风的能量而使其减弱, 但同时释放的能量将增强山脉地形的辐合和迎风坡上升运动, 继而加剧对残涡暴雨的增幅起到一定作用。钮学新等[2]对0216号台风的数值模拟试验表明, 地形作用使迎风坡及降水中心增加雨量, 背风坡雨量减少, 从而使降水分布更不对称, 更不均匀。数值试验结果表明, 台风与地形相互作用可激发出中尺度涡旋, 当此涡旋与台风环流同向时会使局部环流增加, 从而加剧暴雨, 而反向时则局部环流减弱, 暴雨也相应减弱[3,4]。

广东省大陆地势大体是北高南低, 东西两侧向腹部倾斜, 东北部和西部都有较高山脉, 多为东北至西南走向。本次低涡降水过程中, 近地层强烈季风云系经过粤东的莲花山脉, 粤西的大云雾山脉、粤北的南岭山脉, 在地形强迫作用下降水可能出现异常增幅并相对集中。配合风场和山脉走势分析, 14日08时到15日08时西南风遇到云雾大山, 造成茂名的特大暴雨区;15日到16日, 粤东受西南到东北风场影响, 风向和山脉走向基本一致, 虽然有大范围大暴雨, 但特大暴雨以上的落区不明显;16日夜间到18日, 粤东、粤北的风场已经减弱, 但是风向偏南分量逐渐加大, 和山脉交角加大, 特大暴雨点就在惠州、汕尾、揭阳等地纷纷出现。另外, 云浮地处云雾山和云开大山的包围, 历来西南季风的降水都会受到云雾山脉的阻挡, 在14日08时到15日08时雨量图上, 有清晰的体现 (图5) 。

4 结论

4.1“尤特”残留的低涡降水过程中, 高空最强辐散区一直出现没有出现在云浮上空, 缺乏高空抽吸作用条件。4.2低层水汽通量和暖温度平流主要集中在粤西沿海到粤东, 粤北一带。4.3配合风场和山脉走势分析, 局地强降水也与地形强迫作用有关。

参考文献

[1]李英, 陈联寿, 徐祥德.水汽输送影响登陆热带气旋维持和降水的数值试验[J].大气科学:2005, 29 (1) :91-98.

[2]钮学新, 杜惠良, 刘建勇.0216号台风降水及影响降水机制的数值模拟试验[J].气象学报:2005, 63 (1) :57-68.

[3]段丽, 陈联寿, 徐祥德.山脉地形对热带风暴结构和运动影响的数值试验[J].气象学报, 2006, 64 (2) :186-193.

降水效果 篇6

关键词：降水量,变化特征,变化倾向率,对比

1 2011年汛期降水特征

2011年汛期(4～9月)的气候特点是:气温略偏高,降雨量比历年平均值明显偏少,日照时数略偏多。今年汛期雨量时空分布不均,从2011年汛期降水分布图来看,今年我县汛期主要雨量集中在前汛期,5月和6月降水较明显,汛期总降雨量为925.6mm,比历年汛期同期(1965～2010年汛期雨量平均值1191.3mm,下同)偏少22%。整个汛期只有5月份降水(降水量为409.2 mm)和9月降水(降水量为86.9 mm)偏多,其中5月降水与历年同期相比偏多明显,偏多39%;其余月份雨量均偏少,其中最少在7月,月降雨量只有57.6 mm,与历年同期相比偏少64%。今年我站暴雨日数为3天,5月有2天,6月有1天。

2 历年降水变化特征分析

2.1 年降水量变化特征

从2011汛期降水统计中分析到富川历年平均降水量为1685.3mm,年降水量最多出现在1977年为2361.7 mm (距平值为+676.4 mm),年降水量最少出现在2009年为1075.1mm(距平值为-583.0 mm);从5年滑动平均曲线看年降水量变化幅度较大,波动明显;从历年年降水量线性方程看富川46年降水量呈下降趋势,但下降趋势不明显,变化倾向率为-10.67mm/10a。通过利用累积距平方法,对富川1965～2010年降水量序列的阶段性特征进行分析。富川年降水量累积距平曲线在2002年出现最高点,1991年出现最低点。1965～2010年降水过程大致可划分为以下几个阶段:1965～1967年,降水持续偏少;1968～1983年曲线呈阶段性上升,降水偏多,出现丰水期;1984～1991年曲线迅速下降,降水持续偏少;1992～2002年曲线迅速上升,年降水量持续偏多,出现丰水期;2003～2010年降水偏少曲线呈阶段性下降,降水偏少。

2.2 历年汛期降水量变化特征

富川汛期为每年的4～9月,年主要降水时段都集中在这个时候,从历年汛期降水量变化分析,平均降水量为1191.3mm (历年年平均雨量1685.3,占历年年平均雨量的71%,并且前汛期降水较后汛期明显),汛期降水量最多出现在1977年为1878.6 mm (距平值为+687.3mm,超过历年年平均雨量193.3),年降水量最少出现在2007年为691.6mm (距平值为-499.7 mm);从5年滑动平均曲线看汛期降水量变化趋势与历年年降水量变化趋势一致,变化幅度较大,波动明显;从历年汛期降水量线性方程看富川46年降水量呈下降趋势,但下降趋势不明显,变化倾向率为-8.18mm/10a。

富川汛期的降水量主要集中在前汛期(4～6月),从富川历年前汛期降水量变化分析,富川历年前汛期平均降水量为806.5mm (占历年年平均雨量的48%,占历年汛期平均雨量的68%),这是每年中我县重要的降水时段,突发性强降水通常出现在这个时段。前汛期降水量最多出现在1977年为1482.8mm (距平值为+676.3mm,超过历年汛期平均雨量291.5),年降水量最少出现在1988年为469.6mm (距平值为-336.9 mm);从5年滑动平均曲线看前汛期降水量变化趋势与历年汛期降水变化趋势极为相似,与历年年降水量变化趋势一致,变化幅度较大,波动明显,由此可见前汛期降水在年降水中发挥着主要的作用;从历年前汛期降水量线性方程看富川46年前汛期降水量呈下降趋势,但下降趋势不明显,变化倾向率为-7.54mm/10a,与汛期降水量变化倾向接近。

2.3 暴雨气候变化特征

对富川近46年以来暴雨(日降水量≥50.0mm)的年日数统计,富川暴雨日数共出现248d,平均年暴雨日数为5.4 d,全年1～12月均有暴雨,10～12月和1～3月不易出现暴雨,富川年暴雨日数主要分布在汛期(4～9月),并且主要集中在前汛期,呈单峰型。

从富川历年年暴雨日数变化分析,富川暴雨日数最多是10d,出现在1977年,这是年降水量最多的一年,也是汛期降水量和前汛期降水量最多的一年;暴雨日数最少是1d,出现在2007年,这是年降水量次少的一年,也是汛期降水量最少的一年。从数据中可以看到富川暴雨日数5年滑动平均曲线与汛期降水量变化趋势和历年年降水量变化趋势一致,变化幅度较大,波动明显,从年代际变化来看,暴雨日数随年代增长,1965年到1977年代滑动性上升,从1978年到1992年滑动性下降,从1993年到1997年滑动性上升(这个阶段上升变化明显),从1998年到2010年滑动性下降。引起近年来暴雨日数减小的原因是多方面的,但是在全球气候变暖的条件下,富川暴雨气候事件的发生有缓慢减小的趋势,从历年暴雨日数线性方程看富川46年来暴雨日数呈减少趋势,但减少趋势不明显,变化倾向率为-0.15d/1Oa。由此可见暴雨日数在降水量的年际变化中起着重要的作用,一年中降水量的偏多偏少往往取决于暴雨日数的偏多偏少,如果在做年气候预测的时候可以根据暴雨日数的多少来预测年降水量的变化。

3 对比分析

降水效果 篇7

关键词：称重式降水传感器,测量原理,雨量筒降水量

1 称重式降水传感器的测量原理、仪器组成及技术性能

1.1 测量原理

称重式降水传感器是一种可以长期在野外使用并自动测量降雨、降雪及混合性降水的设备, 它既可以作为自动观测仪单独使用, 也可以作为单独的传感器接在传统的自动气象站上。

称重式降水传感器是通过传感器对质量变化的快速响应来测量降水量的, 主要技术有2种:基于电阻应变技术;振弦技术。辽源市气象站目前使用的是中国华云技术工程中心研制的DSC2称重式降水传感器, 它的测量原理是基于载荷测量技术, 其传感器利用内部的振动金属线被测量重物 (降水) 拉紧的程度来称重, 称得的重量由输出的频率量来表示。

1.2 仪器组成

称重式降水传感器主要由承水口、外壳、内筒、载荷元件及处理单元、底座组件、防风圈等部件组成。DSC2称重式降水传感器的硬件可分成称重单元、处理单元和外围组件。DSC2称重式降水传感器由硬件和处理软件组成, 硬件包括称重传感器、处理单元、安装基座和防风圈等构成。它具有自动监测系统, 无内部加热, 内部无可移动部分, 可以根据需要设置间隔时间进行实时观测, 可以自动计算出降水强度, 并可达到每分钟测量数次的观测密度。

称重单元, 主要由载荷元件和信号变换电路组成, 载荷元件是核心, DSC2传感器测量技术采用的是振弦技术, 即以弦丝为弹性部件, 对应其重量与振动频率的关系, 根据相应的测量电路得到重量。信号变换电路转换载荷元件测得的信号, 进行温度修正, 得到重量数据。

处理单元, 由中央处理器、数据存储器、时钟电路、控制电路、接口等部分构成对称重单元的信号采样及数据运算处理, 得出分钟和累计降水量, 并进行质量控制、记录存储, 实现数据通信和传输, 存储数据量不少于3个月并具备掉电保存功能。

外围组件包括带雨/雪入口的保护罩和集雨/雪容器 (集水桶) 及悬挂架。

1.3 技术性能

称重式降水传感器测量的可以是液态降水、固态降水和混合性降水, 测量范围为0~400mm, 分辨力为0.1mm, 当降水量≤10.0mm时, 最大测量误差为±0.4mm, 当降水量>10.0mm时, 最大测量误差为±4%。

2 称重式降水传感器与人工雨量筒降水量对比分析

根据辽源市气象站2013年1~3月的观测所得自动及人工降水量进行的对比分析可以看出, 在降水量≤4.0mm时, 自动观测降水量相对偏大, 差值百分比最大达60%;而当降水量>4.0mm时, 自动观测降水量与人工观测降水量比较接近且人工观测值偏大, 最大差值百分比为-5%。结合称重降水传感器的测量精度进行分析可得在降水量≤10.0mm时, 最大测量误差为0.5mm, 且仅有1次, 其他多为0.3mm, 而当降水量>10.0mm时, 最大测量误差为-3%。

3 称重式降水传感器异常降水分析

由上文可知, 称重式降水传感器的测量原理是对质量变化的快速响应来测量降水量的, 因此存在其他原因导致无降水现象时出现异常降水量数据, 如因露、雾、霜及蜘蛛、爬虫、灰尘等杂物。

通过对辽源市气象站1~3月的异常降水数据分析表明:异常降水量随温度的降低而增加, 随湿度的增大而增加, 且天气晴朗和微风时较多云时偏多:异常降水量多出现在早晨8:00~10:00及19:00~20:00时段内, 且9:00出现频次最多, 出现时降水量相对较大。

4 称重式降水传感器的常规维护检查

4.1 常规维护

加强对称重式降水传感器的常规维护及检查, 可以有效的减少称重自动降水量的误差及出现异常降水的概率。因此, 观测员要严格按照《降水观测规范-称重式降水传感器 (试行) 》执行, 加强日常巡视及日、周、月及年维护, 及时对防雷接地情况及其他防雷安全情况进行检查, 遇有沙尘天气及时加盖, 遇有降水量较大可能超过量程时及时排水等, 并注意经常检查防冻液和蒸发抑制油, 发现过少时, 应结合本地气温、降水量的大小有针对性调整和添加, 具体可根据华云技术开发公司整理的混合液配比表进行配制。同时, 维护时要注意先断开电源, 拔下称重降水传感器数据线, 并在维护后再接上。

4.2 特殊情况维护检查

在降水过程中, 称重式降水传感器出现异常数据, 是有沙尘、树叶等杂物伴随降水落入时, 记录按正常降水记录处理;出现液态降水溢出、固态降水堆至口沿以上或降水过程中取水, 则该时段小时及分钟降水数据均按缺测处理。

4.3 称重式降水传感器的计量校准

称重式降水传感器校准分为现场校准和计量检定。其中现场测试由所在台站完成, 若出现测试误差大于4%时, 则需进行检查调试, 且必要时及时进行更换。计量检定由具有气象计量检定资质的机构完成。

5 结束语

降水效果 篇8

安顺市位于贵州省中西部, 近年来极端降水事件出现频繁, 2013年出现历史罕见的夏旱, 2014年汛期降水异常偏多, 强降水频繁出现。

针对安顺市降水的研究多是对季节降水或是强降水的特征分析[1,2,3,4,5,6], 也有作者对安顺市不同等级降水日数特征进行过分析[7], 指出安顺市除暴雨等级日数外, 其余等级降水日数以减少趋势为主。

Karl等[8,9]指出降水的研究应考虑降水量和降水频率的变化, 因为同样的降水量下, 不同等级降水频率的不同对当地旱涝的发生也会有一定影响。

在此背景下, 为更详细了解安顺降水特征, 本文将着重讨论安顺市不同等级降水频率和降水量的特征, 期望能对前人研究进行补充, 也能全面深入认识安顺各等级降水的时空特征, 为以后安顺中长期降水预测提供参考依据。

1 资料和方法

本文使用数据为安顺市6个县站 (安顺、平坝、普定、镇宁、关岭和紫云) 的逐日降水 (20时-20时) 资料, 选取时段为1961-2013年。

使用线性趋势法、合成差值分析、相关性分析等研究安顺市53年不同等级降水频率与降水量变化特征。

降水等级划分标准参照中央气象台降水等级标准并加入微量降水, 具体划分等级为:

微量降水 (日降水量<0.1mm) ;

小雨 (0.1~9.9mm) ;

中雨 (10.0~24.9mm) ;

大雨 (25.0~49.9mm) ;

暴雨 (≥50mm) 。

由于微量降水的降水量无具体数值, 所以本文中仅对微量降水的频率进行分析。

本文中降水频率的概念定义为某年 (月) 该等级降水发生的次数除以当年 (月) 所有降水次数的总和[10]。

如:记N为某年 (月) 降水的总日数。Nt, Nl, Nm, Nh, Nr, Nd, Ne分别为微量降水、小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨在该年 (月) 的总日数, 则某等级降水频率的定义为:

由定义可知,

2 降水频率和降水量的空间分布

2.1 降水频率的空间分布

由表1得知, 安顺市各地区不同等级降水频率均以小雨频率最大, 数值达到60%~66%, 其次为微量降水频率 (20%~25%) , 暴雨频率 (1%~2%) 最低。

各地区不同等级降水频率的标准差显示, 不同等级降水频率的年际差异均较小, 标准差最大仅达5%。从气候分布来看, 安顺市各地区相同等级降水频率分布均匀, 降水频率值相差不超过1.2%。

2.2 降水量的空间分布

安顺市各地区不同等级降水量年均总值分布较为均匀 (表2) :各等级降水量年均总值在290~380mm内, 相同量级的各地区降水量年均总值相差最大不超过81mm。

各地区相同量级降水量标准差同样也较为均匀, 以暴雨降水量的标准差最大, 数值在132.70~219.25mm内。

由前文所述, 各地区的小雨频率均为不同等级降水频率中最高, 反映在降水量上可见表中各地区小雨等级降水量年均总值与暴雨等级降水量年均总值相当。

3 降水频率和降水量的年际变化

3.1 降水频率的年际变化

通过对安顺市区域平均不同等级降水频率的年际变化趋势研究发现, 仅中雨频率的正趋势和暴雨频率的负趋势分别通过了显著性水平0.01和0.05检验, 微量降水年际变化稳定, 未呈现出明显趋势变化。

小雨频率和大雨频率分别有增加和略微减少的趋势, 但两者皆未通过显著性检验。

3.2 降水量的年际变化

安顺市不同等级降水量的年际变化趋势显示 (表4) , 暴雨降水量有增加的趋势, 但其并未通过显著性检验。

小雨、中雨和大雨的降水量均为减少趋势, 且小雨和中雨的减少趋势通过了显著性水平0.01检验, 大雨的减少趋势通过了显著性水平0.1检验。

结合周文钰等[7]关于安顺市降水日数的研究结论综合考虑, 安顺市微量降水频率虽无明显年际变化趋势, 小雨和大雨的频率趋势变化未通过检验, 但三者降水日数及安顺市年均降水日数都呈减少趋势, 故总体而言, 近53年来安顺市微量降水、小雨、中雨和大雨随时间变化以减少趋势为主, 尤其中雨减少趋势最明显。需注意暴雨的年际变化趋势虽不明显, 但其发生频率却有所增加, 表明安顺市极端降水事件可能有增多的趋势。

4 降水频率与降水量的异常

本文参照白静漪等[10]的研究中使用的合成差值分析来研究安顺市各地区降水频率和降水量的异常情况, 具体方法为:在对53年安顺区域平均的各等级降水频率和降水量数据进行标准化处理后的数据中, 选取数值≥1的作为高值年, 数值≤-1的为低值年。

接着将所有高、低值年份对应的各地区各等级降水频率和降水量进行合成平均, 再进行差值计算。选取的各等级降水频率和降水量高、低值年份分别见表5、表6, 合成差值结果见表7。

4.1 降水频率异常情况

由表7得, 安顺市各地区不同等级降水频率高、低值年差值为一致的正异常。安顺市微量降水频率较高年份比较低年份高出5%~10%, 小雨频率高低值年差值为7.4%~15.5%, 中雨频率高低值年差值介于3.5%~7.1%间, 微量降水、小雨和中雨频率异常均以关岭县为高值中心, 数值分别达9.9%、15.5%和7.1%。暴雨频率异常较高年份与较低年份差值较小, 仅在1.0%~2.0%之间, 则安顺市暴雨频率异常分布均匀。

4.2 降水量异常情况

安顺市各地区不同等级降水量高、低值年差值亦均呈正值 (表7) 。从分布上看, 中雨降水量异常和大雨降水量异常的数值相当, 数值范围在168.0~299.0mm间, 且二者高值中心均位于关岭县, 数值分别为282.2mm和298.7mm。

小雨降水量异常数值范围为81.0~109.0mm, 高值中心出现在普定县 (108.3mm) , 暴雨降水量异常的数值变化范围较大, 最小差值为205.0mm, 最大差值位于镇宁县, 数值高达529.0mm, 则考虑镇宁县相较安顺市其他县区而言, 易出现干旱或洪涝灾害。

5 结论

1) 安顺市各地区相同等级降水频率数值分布均匀, 不同等级降水频率的年际差异均较小。各地区均以小雨频率最大, 数值达到60%~66%, 暴雨出现频率最低。

2) 安顺市各地区不同等级降水量年均总值分布均匀, 各等级降水量年均总值在290~380mm内, 由于各地区小雨出现频率高, 暴雨出现频率最低, 所以各地区小雨等级降水量年均总值与暴雨等级降水量年均总值相当。从各地区不同等级降水量年均总值标准差看出, 以暴雨降水量的年际差异最大。

3) 近53年安顺市微量降水、小雨、中雨和大雨随时间变化以减少趋势为主, 尤其中雨减少趋势最明显。暴雨的年际变化趋势虽不明显, 但其发生频率却有所增加, 表明安顺市极端降水事件可能有增多的趋势。

4) 安顺市各地区不同等级降水频率和降水量异常均为正值, 关岭县为微量降水、小雨和中雨等级降水频率异常与中雨和大雨等级降水量异常的高值中心。不同等级降水频率和降水量异常分布以小雨频率和暴雨降水量的分布最为不均, 小雨频率较高值年比较低值年高7.4%~15.5%, 暴雨降水量高、低值年差值最小为205.0mm, 最大差值位于镇宁县, 数值高达529.0mm, 考虑镇宁县相较安顺市其他县区而言, 易出现干旱或洪涝灾害。

摘要：本文对安顺市6个气象站点近53年 (1961-2013) 的不同等级降水频率和降水量进行分析, 结果表明:1) 安顺市各地区小雨出现频率最高, 暴雨频率最低。2) 各地区不同等级降水量年均总值相差较小, 小雨等级降水量年均总值与暴雨等级降水量年均总值相当。暴雨等级降水量的年际差异最大。3) 安顺市微量降水、小雨、中雨和大雨随时间以减少趋势为主, 尤其中雨减少趋势最明显。暴雨发生频率有增加趋势, 考虑安顺市极端降水事件可能有增多的趋势。4) 安顺市各地区不同等级降水频率和降水量异常均为正值, 关岭县为微量降水、小雨和中雨等级降水频率异常与中雨和大雨等级降水量异常的高值中心。不同等级降水频率和降水量异常分布以小雨频率和暴雨降水量的分布最为不均, 暴雨降水量高、低值年最大差值位于镇宁县。

关键词：降水频率,降水量

参考文献

[1]白慧, 吴龙.安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征[J].贵州气象, 2011, 02:8-12.

[2]虞苏青, 白慧, 褚丽君, 詹立刚.安顺区域夜间暴雨时空分布及其影响因子[J].成都信息工程学院学报, 2011, 04:433-440.

[3]伍红雨.厄尔尼诺与安顺夏季降水的关系[J].贵州气象, 1999, 02:23-24.

[4]王兴菊, 罗喜平, 吴哲红, 肖俊.安顺两次特大暴雨过程的TBB和螺旋度对比分析[J].贵州气象, 2013, 06:1-7.

[5]杨忠明, 陈贞宏.安顺市近45a气候变化分析[J].贵州气象, 2008, 02:6-9.

[6]蒙军.安顺市2012年7月11-19日连续降水分析[A].贵州省气象学会.贵州省气象学会2013年学术年会论文集[C].贵州省气象学会, 2013:1.

[7]周文钰, 张东海, 吴哲红.安顺地区1961~2013年不同等级降水日数变化特征[J].科技风, 2015, 23:162-164.

[8]Karl T R, Knight R W, Plummer N.Trends in High-frequency climate variability in the twentieth centuiy[J].Nature, 1995, 377 (21) :217-220.

[9]Karl T R, Knight R W.Secular trends of precipitation amount, frequency, and intensity in the United States[J].Bull.Amer Meteor Soc, 1998, 79 (2) :231-241.

降水效果 篇9

呼准铁路增建第二线吕家塔大桥位于内蒙古准格尔旗大路开发区境内, 根据建设单位要求, 铺架工程首先从该侧进行。受征地拆迁等因素影响, 在工程后期, 该桥成为控制性工程, 工期非常紧迫。

吕家塔大桥上游有地方自建水库一座, 距桥址约35米, 水库下游有小溪一条。吕家塔大桥3#主墩位于小溪中间, 主墩承台尺寸为9.2×6.4×2.5m, 承台埋深1.8米, 承台基础底与水库水头高差为18.3m, 大桥0#桥台右侧有村民房屋, 距大桥3#墩距离约56米。在基础开挖前, 墩身桩基础已施工完毕。承台基础施工的难点在于该墩承台地质条件为回填粉、砂土, 承台基础靠近大里程一侧为岩石发育地质, 另一侧为破碎岩石及砂土, 受水库影响, 地下水位较高, 在实际施工中先进行试挖时坍塌、流沙现象严重, 经稳定后测得, 基坑水位高出承台底2.7米。

2工程降水措施实施

鉴于吕家塔大桥3#主墩基础地质条件特殊且工期紧迫, 为尽快达到施工要求, 我们结合实际地质、场地限制及附件有构筑物等综合因素, 采用了传统的大口径井点降水及超轻型井点快速降水组合的方式进行降水处理, 具体施工方法为:

2.1大口径井点降水方案设计

2.1.1地表水改道。受场地限制, 吕家塔大桥3#主墩现场无法采用开挖明渠进行溪水改道, 因此我们在承台小里程方向埋设直径为1米的钢筋混凝土管涵一座用做溪水引流, 同时在小溪底部铺设防水土工布, 同时在管涵上游采用编织袋装水泥土对基坑开挖线外1m处进行加固围护, 保证地表水能够汇入溪水而不流入承台基坑, 从而保证施工安全。

2.1.2大口径井点降水。根据现场条件, 结合实际工程、水文地质及以往施工经验, 沿破碎岩石及砂土地质一侧开挖线以外1m环承台布置, 井点间距3米, 井径400mm, 钻孔直径600mm, 井深10~15m。

2.1.3主要技术措施及控制要点。 (1) 钻孔。钻进方法采用循环回转钻机成孔, 在钻孔过程中, 应保证孔位准确, 孔径不小于设计孔径, 孔身垂直, 孔深不小于设计孔深。不得使用粘土造浆护壁, 必须保证清水的供给, 循环泥浆池不得小于5m3, 以便控制泥浆稠度, 下管前进行彻底换浆清孔, 换浆后泥浆比重不大于1.1, 确保孔底无沉渣。 (2) 成井。选择具有一定强度、渗透能力较好的无砂混凝土管;接头处的死管长度小于2cm;换浆后立即下入井管, 井管保持垂直和居中, 在下管过程中, 管身不得碰撞孔壁, 最后一节井管要高出地面20-50cm;井孔内沉淀厚度不得大于0.5m;滤料必须沿四周均匀下入, 边洗井边下滤料, 确保滤料不架空, 上部1~2m待洗井结束后用粘性土封井。 (3) 降水井质量验收。施工结束前, 对井深和水位进行验收, 达不到设计要求的井点, 应进行重新洗井, 洗井后仍达不到要求的, 应补打;若洗井、抽水时, 井内出砂严重, 应停止进行洗井和抽水, 防止砂土流失而引起不良后果。

经过约一周时间, 水位下降了4米, 我们立即进行承台基础开挖, 但因承台基础另一侧为岩石发育地质, 受上游水库影响, 地下水仍由岩、土层间向基坑渗入, 流砂严重, 为保证后续施工安全, 在承台初步开挖后, 我们及时进行钢围堰现场吊放组装, 并进行加固处理, 受渗水影响, 承台仍不具备施工条件, 且传统大口径降水措施不适用此类地质, 为此, 我们在钢围堰安装完毕后, 将围堰四周采用砂性土进行回填, 决定采用超轻型井点降水施工。

2.2超轻型井点降水方案设计

沿钢围堰1~2m布设井点线, 井间距1.0m, 井径100mm, 井深2.5m (至岩层) , 井点管选用4分钢管, 滤水管选用6分聚乙烯塑料管, 钻6×10网眼, 外包120目尼龙网, 长度20cm, 选用水钻钻孔, 下入连接好的井点管后, 洗孔, 填入粗砂滤料, 全部井点施工结束后通过集水总管与潜水式射流真空泵连接降水。

2.3工程施工效果

在超轻型井点设备组装调试后, 经过与传统的大口径井点降水组合方式进行降水作业, 3天后, 3#主墩基坑一次性顺利开挖清理, 之后我们按要求对承台基地进行有效处理后, 及时的完成承台基础的施工, 顺利转入墩身施工阶段, 保证了全线铺架工期进度要求。

3施工注意事项

3.1组织准备

开工前由技术人员向全体人员作详细技术交底;各工序设质量负责人、质量检查人, 岗位明确, 责任落实;保证材料供应到位, 严把材料进场关, 确保材料质量;降水作业是一项持续工作, 因此现场备用电源及不同功率的抽水设备必须保持随时可投入使用, 防止因电力、设备故障导致前功尽弃。

3.2观测注意事项

(1) 抽水:按要求下泵抽水, 做好水位流量记录。利用已有降水井作为地下水位观测孔, 进行地下水位监测, 采用测绳测量井深及水位标高。 (2) 水位、流量及现场附件构筑物观测。具体的水位、流量观测应结合具体情况, 因本工程地质及周边构筑物较为特殊, 因此井点施工期间和抽 (降) 水前期, 对水位、流量及周边构筑物采用精密测量仪器按要求观测, 用以确定抽水作业导致的地下水位下降是否对其造成影响。 (3) 观测记录与资料应用。将每次观测的水位值和流量记录在“地下水位长期观测记录表”中, 并及时进行整理, 分析水位下降的趋势与流量变化;预测地下水位下降到设计深度的时间和确定抽水井数与时间。如水位、水量或水工含砂量发生突然变化, 应立即查明原因, 及时进行处理。 (4) 降水维护与处理。在整个降水期间, 必须保证降水井点和抽水设备的完好, 对抽水设备进行定期检查和维修, 发现问题及时处理, 确保建筑施工安全进行。井点降水使用时, 一般应连续抽水, 时抽时停, 滤网易堵塞出水混浊, 并引起附近建筑由于土颗粒流失而沉降、开裂, 同时由于中途停抽, 地下水回升, 也可能引起边坡塌方等事故, 抽吸排水保持均匀, 正常的出水规律是“先大后小, 先浑后清”, 真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸, 必须经常检查并采取措施, 在抽水过程中, 还应经常检查, 杜绝有堵塞的“死井”。 (5) 后期井点处理。在施工完毕后, 应及时将设备进行回收, 对现场留下的大口径井点应进行回填处理, 防止留下安全隐患, 本工程大口径降水井采用C10混凝土回填。

4结束语

虽然大口径井点降水与超轻型井点快速降水组合的方法在文章所述仅为一小而浅的基坑降水工程, 但处于特定的施工条件下却是整个工程的瓶颈或节点, 该方法充分体现了其他方法所无法比拟的优越性, 可为类似工程借鉴。

参考文献

[1]路桥施工计算手册[M].人民交通出版社, 2001.

[2]吴静.大口径深井井点降水设计及施工例析[J].施工技术研究及应用, 2007.