第四节降水资料的合理性分析、订正与插补_水文学原理-QQ阅读男生轻小说网

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第四节降水资料的合理性分析、订正与插补

研究任何水文现象，包括水文预报、水文分析计算等，都必须具备资料条件，尤其是降水资料。而降水资料都是用仪器观测得到的，其质量的好坏与精度的高低对研究成果影响较大。

一、降水资料的合理性分析

对降水资料应着重分析各次降水的成因、影响降水的因素，深入了解其地理特征，掌握降雨在时程上和地区上分布的一般特性，分析途径有以下几种：①利用本地区绘制的等雨线图来审查个别站点的降水资料是否合理；②从降雨类型、性质和地形等方面分析雨量资料；③利用相邻站点同期的雨量、强度及历时作对比分析；④利用双累积曲线分析技术，对测站记录的降水资料不一致性进行分析和校正，下面重点介绍双累积曲线分析技术。

由于测站位置、仪器设备和观测方法的改变，会导致降水资料的变化，从而破坏了历年资料的一致性，双累积曲线分析技术就是用来检查这种不一致性的有力工具。双累积曲线就是指被检验雨量站的累积雨量与其周围若干雨量站平均值的相应累积值所作的相关线。首先选定检验时段，可以是月、季或年；其次是选定邻近可靠的雨量站，可以一个或多个；然后再统计被检验站与邻近站降水资料系列，计算出累积值并绘制双累积曲线；最后判断被检验站的降水资料系列是否具有一致性。如果绘制的双累积曲线连续完整，没有明显的转折点，证明被检验站的全部资料的一致性好，反之就差。如图4-9所示，就是某地区A站年降水量与邻近相对稳定的8个站年降水量平均值绘制的曲线。由图可知，A站年降水量与8站均值的关系在1975年发生突变，曲线的斜率由1975年以前的0.75变为1975年以后的0.95，经调查得知该站在1975年变更了量雨器的位置。因此，由这一转折显然可以断定由于量雨器的位置变更，使得该站在1975年前后的降水资料的一致性遭到了破坏。为了满足降水资料的一致性，将1975年以前的降水资料乘以修正系数α，就可以将其修正到与1975年以后的资料相一致了。修正系数如下式计算：

式中：K₂、K₁分别为改变点以前、后的双累积曲线斜率。

图4-9 降雨量双累积曲线

为了避免偶然性因素的干扰，只有在双累积曲线的坡度发生显著变化，而且坡度转折后有连续5年以上的观测资料时，方可使用这种方法进行降雨量资料的一致性识别和修正。

二、实测降水资料的订正

在降水量的观测时，安装雨量器的器口在地面以上有一定距离，一般高出地面70cm。观测数据与实际到达地面的雨量存在一定的误差。根据国内外的实验分析，用雨量器测得的雨量比实际雨量偏小，可采用下式进行三项影响因素的订正：

式中：P为实际雨量，mm；P′为器测雨量，mm；ΔP_v为风力订正值，mm，其大小取决于仪器周围的气流结构、风速大小及雨滴大小；ΔP_w为器皿湿水订正值，mm，是指降水粘附在器皿壁上而不能被测到的部分，其大小与观测次数有关，根据试验每次约0.2 mm左右；ΔP_e为蒸发订正值，mm，是指降水停止到观测之间的蒸发损失，该值在干旱地区较大，不可忽略。

为了解决这一问题，世界气象组织（WMO）和国内外水文气象机构，通常是以地面式雨量器的观测值作为标准，对普通雨量器的观测值进行订正。

次降雨量的订正值应为P=KP′。根据我国黄淮海平原的观测资料分析，K的平均值约在1.03～1.1之间，它还与风速有一定关系。

对于月雨量，其订正值随季节而变。绝对订正值在汛期最大，相对订正值在冬春较突出。

年降水量的订正值与纬度有关，一般是纬度越高，差别越大。近两极地区，订正系数最大，约为1.25；赤道附近约为1.04；绝对最大值在温带，约为150～200mm/a。我国南方的订正系数为1.05，绝对订正值为50 mm/a左右；北方订正系数约为1.10，绝对订正值为25 mm/a左右。全球平均订正系数为1.10，绝对订正值为75 mm/a左右。

降水量的实际值与观测值之间的这种差别，是一种系统偏小误差。当研究降水与其他水文要素之间的关系时，并非一定要订正，但如果要研究一个区域的多年平均水量平衡要素时，为了准确获取各要素之间的对比关系，则要考虑这种误差的影响并作必要的订正。但要注意，一般情况下，基本的水文数据不允许随意更改。