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24水土保持应用技术2007年第1期

监测技术

流域面雨量计算方法探讨
孙佳何丙辉

(西南大学资源环境学院,重庆400716)

中图分类号:P426.6;S157文献标志码:B文章编号:1673-5366(2007)01-0042-04
摘要:面雨量是水文上重要的参数,是洪水预报中最重要的预报对象。因此在气象上开展面雨量计算方法的研究,
是做好流域降水量预报的关键。现提出流域面雨量的定义,并详细介绍了计算流域面雨量的几种方法,讨论了几
种常用方法的优缺点。
关键词:流域面雨量;计算方法;优缺点

目前常用的雨量是指一个观测点上测得的,可n
P…=hiSi/S(2)
代表测点周围一个小区域的平均降水量。这是在日6i=1

常应用中普遍使用的降水量的一种表示。随着气象式中:hi为任意三角形区域平均雨深,Si为任意三
服务领域的拓宽,汛期中需对洪涝进行预报与评估。角形面积,S为流域总面积。
这就需要掌握区域降水量,即需要由区域内各点降1.2算术平均法
水量推求该区域的平均降水量———面雨量。以前气算术平均法是将该流域各站测得的同期雨量相
[3]
象上对面雨量计算方法研究较少,水文上面雨量计加后,除以总站数,即为流域面雨量。其数学表
算方法主要有等值线法、算术平均法、数值法,其中达式为:
算术平均法是最常用的。在气象上使用哪一种方法n
P…=pi/n(3)
更合适,还缺少分析。6i=1

式中:n为总站数,pi为各站同期雨量。
1面雨量定义及计算方法1.3逐步订正格点法
逐步订正格点法[4]的要点是首先选择一正方
面雨量是指某一特定区域或流域的平均降水状网格流域离散化,然后以这个网格的中心点给出相
况,定义为单位面积上的降水量[1]。面平均雨量可同格距的另一正方网格;显然,只要求出实线网格中
表示为:心点的降水量,就可以得到该流域的平均面雨量。
1计算公式为:
P…=pdS(1)
SS∫n
()
式中为特定区域的面积为有限元上的雨P…=pi/n4
:S,PdS6i=1

量。式中:p为流域面雨量,n为中心点的总个数,pi为每
1.1数值法个中心点的雨量,在虚线网格上用Gressman的逐步
通常数值法[2]是指森泰多边行法或三角形法,订正法求得。
它实际上是以权重系数决定的计算方法。三角形法由于边界是不规则的,因此在边界上应略去不
比森泰多边行法计算方便。三角形法的具体做法是属该流域内的面积,一般可采用估算法,确定边界上
先在流域内自先设定均匀分布的网格点,再将各网小格流域内的面积比例,在计算时加以调用。另外,
格点置于相应的三角形的重心上,以此求出代表此运用Gressman逐步订正法最好首先给出中心点的
三角形面积上的平均雨深。然后各三角形区域的平第一猜测场,第一猜测场的给定有多种方法。本文
均雨深乘上三角形面积,得出三角形区域的降水总中是以测站的算术平均为第一猜测场。
量,再将各三角形区域降水总量相加,除以流域总面1.4等值线法
积,即得流域面雨量,用数学关系式表示为:根据流域内各测站实测的雨量资料绘出等雨量
线,然后用求积仪或其它方法求各相邻两等雨量线
2007年第1期孙佳等:流域面雨量计算方法探讨34

间的面积,再分别乘以各相邻两等雨量线雨深的平格距(Δx,Δy)设置受测站的密度和分布控制。
均值,即得该面积上的降水总量。将各面积上的降1.7.2影响网格点雨量值的范围确定
水总量相加,除以全流域的总面积,即得流域的面雨在对网格点进行雨量插补计算时,应考虑测站
量。用数学关系式表示为:距本格点的距离。过于遥远的测站降雨,插值应视
n为无效。因此,1个网格站点影响范围的N值的大
SiPi
6i=1小(即NΔx,NΔy)原则上与降雨的性质(系统性降雨
P…=(5)
S或局部性降雨)有关,但在设计程序时较难细究,一

式中:Si为各相邻两等雨量线间的面积;Pi为各相般根据网格和测站的密度来选定,要求大多数情况
邻两雨量线间雨深的评价值。之下,N值的选择要使1个网格点相邻4个象限内
1.5利用地理信息系统软件计算面雨量各有不少于2个测站为准。
首先将离散的点雨量数据经过网格插值计算转1.7.3网格点雨量计算
换为雨量分布的图像数据。图像中每个象素为一个网格点雨量计算方法为首先分别寻找格点周围
雨量值,图像的分辨率即每个象素所代表的面积,根4个象限内最近1个已发报雨量点,然后用距离加
据实际作图的区域和图面大小而定,再将用数字化权法对4个象限雨量点的雨量进行处理,其结果即
仪输入的相应区域的图形数据也转换为图像数据。
为该格点雨量。例如,对于图1中(N=4)的Δ(xi,
通过对这两幅图像进行一系列处理和计算即可得
,yi)点,首先按1～4个象限的顺序,在每个象限中寻
到面雨量分布图和雨情分析数据。具体计算方法可找1个距离最近