人工降雨的作用十篇

发布时间:2024-04-26 01:59:02

人工降雨的作用篇1

关键词:人工增雨;效果评估;烟台市;统计检验

引言

人工增雨效果检验是评估人工增雨技术总体科学水平和经济效益所不可缺少的重要环节,也是用于各级领导决策的重要依据。由于云和降水自然变率大,人们的认识能力有限,人工增雨效果检验一直是个世界性的难题。为了解决这一问题,国外和我国各省、市、自治区人影业务科技人员进行了大量的科学试验研究,得出了一些检验方法[1-7]。

人工增雨效果包括直接效果和间接效果两大方面。直接效果指有否影响云内微物理过程和云中宏观、微观物理量的大小,包括云的厚度宽度、上升气流速度、云体温度以及冰晶和大云滴浓度等;间接效果指有否影响降水产生变化。

1数据来源与研究方法

人工增雨效果检验是人工影响天气作业中不可回避的重要环节之一,在整个作业项目中占有重要地位。所谓人工增雨的效果评估就是要使用一定方法找出作业后的实测降水量与云的自然降水量的差值。实测降水量在作业后我们可以实际观测到。但在现有的科学基础上,人们却很难对自然降水量做出明确的定量预报。也就是说人工增雨的效果评估关键在于解决自然降水量的问题上。自然降水量的估计值要比实测雨量困难得多。也就是说,人工增雨的效果检验,实质上就是采用某种方法对云不催化、本身可以降的雨量进行定量估计的问题。对于自然降水量,目前也只能通过各种间接的途径来获得。目前国内外常用的人工增雨检验效果的方法有三种,即:统计检验、物理检验和数值模式检验。

本文采用人工增雨效果评估方法参照统计检验方法中的区域对比试验[8]。区域对比试验是选取一对比区(指不受催化影响的地区),一目标区(是指受到催化影响的地区)。假设试验期内对比区和目标区的降水量在空间分布上是均匀的。然后以同期对比区自然降雨量作为影响区自然雨量的估计值,用影响区的实测雨量减去该估计值,就得到了人工影响的效果。

人工增雨作业,一般一个时间点在一个县级行政区进行作业,因此以烟台市的县级行政区域(图1)为区域单元。每一次对比试验选取两个相邻的区域单元进行降雨量对比分析,并且它们地理位置不能为上下风向关系,同时参照它们的上风向区域单元降雨量数值。本文上下风向的区分以中低空风向为准,一般参照700hpa和850hpa形势来确定。

2人工增雨效果评估

本文选取烟台市2015年一次人工增雨作业过程进行效果评估,时间是2015年4月2日,为大范围人工增雨作业。

图2a为4月2日08时700hpa天气形势图,图2b为4月2日08时850hpa天气形势图,图2c为4月2日08时地面天气形势图。可知,烟台市4月2日在中低空受低压槽影响,以西南气流为主,地面受温带气旋影响,以偏南风为主。中低空天气形势显示烟台上空水汽充足,人工增雨条件满足。

表1为烟台市4月2日人工增雨作业执行情况,可知,本次人工增雨作业为大范围连续性,地区涉及整个烟台市。图3a、3b和3c分别为烟台市4月2日08-10时降水量分布情况。

由表1可知,影响到08时降雨量的人工增雨作业区域有栖霞、龙口、福山、海阳、蓬莱、烟台和莱阳,由图3实况可知,08时降雨量超过10mm的地方有栖霞、龙口、蓬莱和招远,福山、烟台、海阳和莱阳次之。人工增雨作业区域平均降雨量为7.7mm,其他区域平均降雨量为6.6mm,降雨量差为1.1mm,人工增雨使降雨量等级从大暴雨增加到大暴雨,增雨比为17%。

影响到09时降雨量的人工增雨作业区域有海阳、蓬莱、牟平和昆嵛山,由图3实况可知,09时降雨量较多的地方有牟平、昆嵛山、海阳和长岛,福山和烟台次之。人工增雨作业区域平均降雨量为11.0mm,其他区域平均降雨量为3.2mm,降雨量差为7.8mm,人工增雨使降雨量等级从暴雨增加到特大暴雨,增雨比为2.4倍。

影响到10时降雨量的人工增雨作业区域有福山、烟台和长岛,由图3实况可知,10时降雨量较多的地方有牟平、昆嵛山、烟台和长岛。人工增雨作业区域平均降雨量为1.7mm,其他区域平均降雨量为0.9mm,降雨量差为0.8mm,人工增雨使降雨量等级从中雨增加到大雨,增雨比为89%。

3结束语

本文选取烟台市2015年一次人工增雨作业过程进行效果评估,方法为统计检验方法中的区域对比试验,结果表明人工增雨作业效果十分明显。2015年春季以来,全市降水明显偏少,1月至7月中旬较常年同期偏少5成,特别是7月上中旬,全市平均降雨量仅为18.1毫米,较常年同期偏少72.2毫米(少8成),旱情凸显。加之入夏以来气温较高,蒸发量大,部分地区旱情呈现逐步加重的趋势,造成烟台部分乡镇村庄出现严重旱灾。人影作业组织机构抓住有利时机,适时组织开展人工增雨作业,有效缓解了旱情。

参考文献

[1]蒋年冲,吴林林,曾光平.抗旱型火箭人工增雨效果检验方法初步研究[J].气象,2006,(8):54~58.

[2]黄彦彬,李天富,李春鸾,等.2004年春夏季海南火箭人工增雨效果z验[J].广东气象,2006,28(1):50~53.

[3]罗远晖,潘杰丽,李永平.钦州市一次火箭人工增雨作业效果分析[J].气象研究与应用,2013,34(2):61.

[4]宾振,吴万友,邓安强.江西省人工增雨统计检验系统设计与实现[J].气象与减灾研究,2008,31(4):56~57.

[5]蒋年冲,曾光平,袁野.夏季对流云人工增雨效果评价方法初探[J].气象,2008,(1):104~108.

[6]蔡幸尧.火箭人工增雨效果评价系统的设计[J].广东气象,2010,32(1):48.

[7]刘丽君,张瑞波,张正国.广西人工影响天气云系模式预报效果检验[J].气象研究与应用,2009,30(4):49~51

[8]房彬,王吉宏,杨文霞.人工增雨效果检验的研究进展[J].安徽农业科学,2010,38(13):6756-6758.

人工降雨的作用篇2

摘要进来各地雨水分布不均,旱涝灾频发。随着科技的发展和普遍运用,人工降雨已成为缓解旱涝灾频发的重要方式之一。科学技术是一把双刃剑,一种新兴科技的普遍运用,必将带来一系列的连锁反应。而其中的诸多弊端和由此产生的不利后果甚至争端必须依赖随之而来的制度加以规范和调整,以最大程度地发挥其积极作用并最大程度地遏制其不利影响。本文将从法律,确切地说是从资源法的角度审视人工降雨可能引发的问题。并在此基础上试探性提出一些解决方案。

关键词人工降雨资源科技纠纷

引言:2004年7月9日下午至11日凌晨,河南南阳上空向东北方向飘过一片携带丰富水汽的云块,让干旱达一个多月之久的河南省平顶山、驻马店、漯河、许昌、周口5市欣喜若狂,竞相发射增雨炮。据悉,这次实施人工增雨的豫中南5个市,旱情均得到不同程度的缓解。但是,由于云朵经过的先后顺序不同,此次人工降雨量最多的是平顶山和许昌两市,市区均超过100毫米。由于一路受到上风地区的大面积“截留”,该云块最后到达周口市时,尽管遭到了“暴打”,但却只挤出几点“毛毛雨”。周口市区降雨仅为27毫米,其辖区某县的降雨量仅7毫米。如此一来,处于下风区的周口市居民和农民大为不满,甚至怨声载道。

一、人工降雨的简要介绍

(一)什么是人工降雨

简单地说,人工降雨(rainmaking)或云的催化(cloudseeding)是指在天上有云的情况下,通过人工手段催化降雨。一般是通过降低云层中的温度,使云中小水滴凝聚形成大水滴,从而实现降雨。其具体方式为通过空中作业(用飞机)或者地面作业(利用高炮、火箭)向云中播撒催化剂(盐粉、干冰或碘化银等),使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面。

(二)人工降雨的功能和价值

首先,人工降雨可以缓解旱灾。在自然的恩赐下,有云不一定有雨,有时,云朵只是匆匆过客。而人工降雨可以将本来不会停留的云朵以雨的方式降落,从而缓解旱情。

其次,其不仅可以缓解旱灾,还可以缓解涝灾。我们知道,雨水在同一个地方降落太多就容易引发水灾。通过人工趋云,或者在云朵尚未进入该领域时即人工催降,那么同样可以缓解水灾。

再次,人工降雨可以为许多大型户外活动提供有利条件。

二、人工降雨可能引发的资源纠纷

(一)云朵是自然资源的一种

想要将人工降雨纳入资源法的范畴,首先必须承认的是,云朵是自然资源的一种。而什么是自然资源呢?《辞海》对自然资源的定义为:指天然存在的自然物(不包括人类加工制造的原材料)如土地资源、矿产资源、水利资源、生物资源、气候资源等,是生产的原料来源和布局场所。联合国环境规划署的定义为:在一定的时间和技术条件下,能够产生经济价值。提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称。

有学者这样下定义,自然资源(naturalresources):凡是自然物质经过人类的发现,被输入生产过程,或直接进入消耗过程,变成有用途的,或能给人以舒适感,从而产生有价值的东西。

尽管对自然资源的定义形形,但我们可以归纳出其基本特征:即有用性。云朵是降雨的先决条件,我们不能否认,雨即为水,也就是水资源,那么,云朵当然也是水资源的一种预先存在形式。即,云朵也是自然资源的一种。

(二)云朵的权利归属

目前,关于云朵的权利归属,实践中尚无涉猎,理论中也只有少部分的讨论。有学者主张云朵应归国家所有,因为我国的自然资源一般都是国家所有的。本人更倾向于将漂浮的云朵化为全人类共同享有的自然资源。

(三)人工降雨损害他人的期待利益

如同引言中所提到的,上风地区占据优势,优先截取云雨,而下风地区则往往只能享用上风区的残羹冷炙,一次两次则罢,人工干预次数频繁之后,难免引起下风区的不满,进而引发纠纷。

此外,就我国而言,大部分的云雨从东向西。如果东部地区频繁干预云雨,必然导致西部地区的期待利益受损。

三、我国人工降雨方面的法律现状及存在的问题

目前有关于人工降雨的专门规定是2002年施行的《人工影响气象管理条例》。该条例规定了实施人工降雨的条件、程序和实施主体,以及违反的责任,并赋予省级政府的有关立法权。此外,我国《气象法》也有相关的原则性规定。所以规范我国人工降雨行为的法律法规包括《气象法》、《人工影响气候管理条例》以及各地方的法律法规。

从这些规定不难看出存在的不足,主要有:

1.没有将云朵作为一种全人类共同享有的自然资源看待。从目前的立法宗旨来看,立法者倾向于将云朵或者和雨水当成是一种无主物,适用的是先占的原则和方式。

2.没有考虑其他地区的可期待利益。立法者在立法的时候并没有想到这种任意的(即使是经过了有关部门的批准)人工降雨将会损害其他地区的可期待利益。

3.没有规定信息披露。既然雨水是自然资源的组成部分,那么一个地方在处分这种的自然资源的时候,其他地方至少有权利知道。因为当雨水的量一定时,一个地方人为地处分了一些,就意味着其他地方可处分和可得到的资源减少,在这种情况下,其他地方有权获得相关的信息,并根据该信息作出相关的措施。

4.没有规定相应的赔偿机制。人工降雨可能会产生操作失误等问题,从而对他人的人身或财产造成损害,由此便产生了赔偿问题。当然这并不是本文要讨论的内容。

四、进一步规范人工降雨的制度探析

很明显,目前的关于人工降雨的法律法规和制度并没有深刻反应人工降雨的本质,也没有很好地预见其将带来的不利影响。当然,这可能是因为目前以资源纠纷形式存在的人工降雨纠纷尚不明显,或者说绝大部分的人们还没有意识到其对自己期待利益的损害。可是,随着水旱灾害的频发,科技干预自然的范围不断扩大和强度不断加深,不难预见这一问题将以资源纠纷的方式频发。为此,我们的法律和制度应当与时俱进,适应社会发展的需要,在空白领域作出适当的规定。

(一)相关原则的确立

1.确立云朵的自然资源法律属性

只有明确将其界定为自然资源,才能将其归入资源法的范畴,用资源法的方式调整因人工降雨而产生的资源纠纷。也只有这样才能更好地应对人工降雨可能产生的不利影响。

2.确立云朵的权利归属

云朵作为自然资源的一种,其属于全人类共同享有,任何人无权对其主张独立的所有权。其不是无主物,不能像一个被丢弃的矿泉水瓶子一样,适应先占原则,谁先占谁拥有。

3.承认相关地区对云朵的期待利益

云朵作为可以带来丰富水资源的自然资源,在自然的风雨雷电的作用下降落,是自然的恩赐。云朵飘过的地区和可能飘过的地区都有可能成为接受自然恩赐的宠儿,即都有可期待地利益。但是人工降雨人为地干预了其走向以及降落点,使得其他地区的期待利益受损。

(二)具体制度的探析

在承认了云朵的权利归属和相关地区的期待利益之后,我们再试着探讨一些具体的法律制度。

1.进一步严格人工降雨的审批程序

既然云朵不是无主物,那么在处分云朵时就不能随心所欲,甚至当地政府也没有权利决定实施人工降雨。比如跨省的云朵(事实上大部分的云朵都是跨省乃至跨国的),一省根本没有权利独自决定实施人工干预,因为这将损害其他省份的资源利益。应当经过气象预测该云朵的走向,在可能经过的地区同意,或者国家根据实际需要出面强制许可,这样才规范人工降雨的实施。

2.建立全国统一的人工降雨信息披露网

公民对于属于自己的权利的处分享有知情权,有权知道哪里什么时候实施了人工降雨,处分了这一自然资源。此外也有利于人工降雨的规范化和统一,以免人工干预的频繁滥用。

3.建立雨云纠纷解决机制

在雨云纠纷中,由于云朵的特殊属性,以及人工降雨的高技术性以及诸多的科学不确定性,很难将这种纠纷归为一般的纠纷。而一般的纠纷解决机制显然不能高效、科学、合理地解决人工降雨引发的资源纠纷。

五、小结

事实上,人工干预雨水降落就是,利用现代的科技对雨水资源的再分配。也就是在传统的自然恩赐基础上,加上人工的再分配。随着这种再分配的频繁,其必将产生分配不均而带来的一系列问题。而我们研究的目的就是运用制度和法律对这种再分配的程序和产生的影响加以规范,从而尽可能地减少对于云雨资源的纠纷以及由此产生的不利影响,让科学更好地发挥积极作用,造福人间。

参考文献:

[1]邓海峰.人工降雨法律问题研究.法商研究.2007(05).

[2]张苓薇.对人工影响天气损害救济的法学思考.法制在线.

人工降雨的作用篇3

【关键词】云降水物理;人工影响天气;技术探究

在最近的几十年中,人工影响天气技术得到了我国科学技术研究领域的广泛关注,而云降水物理作为人工影响天气技术的最主要理论来源,自然也备受重视。现今,云降水物理以及相关的人工影响天气技术的实际应用明显增加,与此同时理论研究日益完善,这使得人工影响天气手段得到了更加广泛的扩充以及进一步的完善。但是,相关的研究和实验并不能就此结束,而应该再接再厉,让基于云降水物理的人工影响天气技术更上一层楼。

1云降水的不同发展阶段

降水可以分为几种:降雨、冰雹、浓雾等,同时在降水过程中所伴随的其他相关天气现象也会对降水的后果产生一定的影响。不同类型的云层以及其相关性质则成为了影响降水的直接原因,因此,针对不同云层进行研究并对数据进行整理归纳,以得到云层与各类降水情况的直接关系显得尤为必要。

1.1积云

积云一般的形成时间都是在白天,而其形成速度一般来说也极为迅速,在几分钟之内就可以扩展至几公里的纵向距离。而在积云扩展到相当的成都之后,一般会出现异变的情况,从而出现砧状的云层结构,与此同时,下沉气流也会随之建立,其一般存在于积云的附近以及顶部,并且较为稳定。对于积云来说,气流的影响是极为重要的。比如说,当气流合适的时候,积云中的旋风水滴往往会随之横向或纵向运动,从而使得积云发展较为迅速。而当积云完全形成之后,如果对流流场不合适,气流对于悬浮液滴的作用较强,则往往会导致积云裂解。这种裂解最直接的后果便是在当地形成一场阵型降水。

1.2层状云

层状云与积云很好区分,因为两者的基本形态有着很大的区别,前者厚而面积小,吼着其较薄,因而看起来显得透明,但覆盖面积极大,往往是占据天空较大的水平面积甚至是正片天空。层状云也可以进行分类,基本上分为四种:卷层云、卷云、高层云和雨层云。而其中的卷层云出现的时候往往预兆着未来不久的时间内将会出现降水。

1.3积层混合云

积层混合云之所以称之为混合云,主要是由于其包含的云层种类并不单一,往往是由层状云中夹杂着对流云而形成的。层状云往往可以促进积云的形成与发展,不仅如此,层状云对于对流云也有着极其重要的作用。对流云的存在往往可以产生较高强度的降水,而且这类降水的持续时间也普遍较长。层状云一般可以为流云的持续存在提供较为饱和的环境[1]。不仅如此,层状云的发展也可以提供较大面积的上升气流,这使得积层混合云的降水短时间强度减弱,但持续时间延长。可以说,层状云极好的联系了积云和流云,使得云降水向良性发展。

2基于云降水物理的人工影响天气技术

现在世界各国都在对云降水物理进行着全方位的研究,而我国的相关研究则于20世纪80年代才开始起步。但是本世纪初,我国的干旱少雨情况日益严峻,河水断流、草原林原荒漠化严重的实例屡见不鲜。同时,由于降水而带来的冰雹、雷暴等自然灾害对于我国各地的农业、工业等领域也有着较为严重的危害。这使得我国的对于云降水物理的研究更为重视,研究进度也在飞速提升。

2.1人工防雹

现在我国天气预报部门对于地区冰雹的预报工作往往是依靠雷达进行的,因为雷达可以通过反射回来的电磁波对于冰雹的形状、密度、范围以及个体大小有着较为精确的判断,从而及时对冰雹灾害进行预警,使得地区的受灾损失降到最低。一般来说,能够产生冰雹的云层有四种:强单体雹云、弱单体雹云、传播雹云和多单体雹云[2],基本上都是积云或者是积层混合云。从云层的命名上我们可以看出,不同雹云所产生的冰雹特点是截然不同的。而且,往往在云层中停留的时间越久,冰雹降落时所产生的破坏性也就越大。因此,在人工防雹时,往往是采用高炮轰击的方法――即用高射炮来轰击将会产生冰雹或者是正在产生冰雹的云层。高炮在轰击的时候,由于爆炸往往会使云层附近的气流产生较强波动,爆炸产生的冲击波也会将云层中已经形成的较大冰晶轰碎,以达到防雹的目的。除此之外,人工防雹也会采用催化剂技术,即使用合适的催化剂来影响云层内固态冰晶的形成,以达到防爆的目的。

2.2人工降雨

干旱问题已经成为我国很多地区发展的一个绊脚石,荒原面积扩大,无论是林业、农业还是畜牧业都受到了严重的打击。而人工增雨则可以适当的缓解这些问题带来的危害。人工降雨必须要遵循一定的模式,首先就是要对云层的降水潜力进行评估。我们都知道,人工降雨的完成也是需要一定的成本的,如果进行了人工降雨的相关措施但是并不能达到预期的效果,也就得不偿失了。因此,在人工降雨之前工作人员必须对目标云层进行分析,以确定实施人工降雨后降水量能否达到缓解干旱的目的。云层中,能够不仅仅要注意固态冰晶与液态水之间的转化,也要注意水蒸气与液态水之间的转化,合理的进行评估是保障人工降雨成功的关键。其次,就是进行人工降雨的正式工作。人工降雨的方式有很多种,而现在比较常用的便是催化剂降雨和升温增雨。通过之前对于云层的介绍,我们可以看出,降雨潜力较大的便是积云和积层混合云,当云层的储水量达到人工降雨的标准之后,相关部门便可以采用相关方式进行降雨工作。催化剂的种类有很多,但是它们的作用机理基本上都是相同的,即使暖云中的水滴或者是冷云中的冰晶相互凝结,重量增加,从而使得云层无法承载,形成降雨。在实施完人工降雨的措施之后,就要对人工降雨的效果进行评估了。在不同的地区与不同的降水环境下,所需要采取的人工降水方式往往是不同的,因此我们必须对各种情况人工降雨的效果以及所采取的催化剂进行归纳整理与分析,只有这样才能尽可能的提高未来人工降雨的成功概率。

3结语

我们可以看出,人工影响天气技术,无论是人工防雹还是人工增雨,对我我国都具有着极为重要的意义。因此,我们应该积极利用云降水物理学来指导人工影响天气技术,为我国的天气控制提供有利的条件。在将会出现冰雹的地区进行人工防雹措施,以减少恶劣天气带来的经济损失;在干旱少雨地区采用人工降雨技术以维持当地生态环境的稳定。我国的云降水物理研究起步较晚,因此我们更应该加强对该方面的研究,为我国的人工影响天气技术创造更好的实施条件。

【参考文献】

人工降雨的作用篇4

1、森林火灾发生的气象条件

森林中各种可燃物的着火点取决于湿度、气温、降水量、风力等气象条件的变化情况。一般认为,晴朗、高温、大风天气,常使森林中可燃物的含水量下降到百分之四十以下,最易发生森林火灾。

在气象条件中,当空气湿度小于百分之六十时,就有发生森林火灾的可能,空气温度越高,可燃物中水分蒸发和变干的速度越快,可燃物的着燃性越高,火灾发生的可能性越大,高温还会促使火势更加猛烈。降水量减少,无雨日较长,森林可燃物的含水量将不断下降,火灾发生的可能性和严重性也随之增大。风不仅能把植被吹干,有助于燃烧,而且在火灾发生后,还能使火源得到充分的氧气供应,加速燃烧,同时使火花飞溅,影响火灾的形状,延伸火灾的外形,扩大火灾面积,使地面火变为树冠火。

因此,森林火灾表现为明显的季节性和年度性,以冬、春季最多,最严重,秋季次之。由于每年气象条件变化的明显差异,火险期的早晚、长短也会出现不同的情况,例如冬季降雪量偏少,春季气温回升快,大风日数多,火险期会相应提前;若雨季开始晚,春旱持续时间长,火险期则会相应延长。反之则会相应推迟或缩短。

2、人工增雨的原理和条件

人工增雨就是根据不同的云层的物理特性,选择合适的时机,用飞机、火箭、高炮等工具,向云中播撒干冰、碘化银、盐粉、氯化钙、尿素、硝酸铵等催化剂,使云体获得更多的凝结核,促使云层增加降水量或提前降水。

3、人工增雨在扑灭森林火灾中的应用

1958年吉林省遭遇60年一遇的大旱,我国首次开展人工增雨实验,并获成功。1979年5月下旬,中甸原始森林发生大面积火灾,由于树冠高大,火势凶猛,虽采取多种措施,效果仍不明显。6月7日晚11时左右出现有利天气条件,实施人工增雨作业后火区普降中雨,林火基本熄灭,人工增雨扑灭森林火灾在我国首次获得成功。1987年大兴安岭特大森林火灾和1990年的中甸金江乡附近森林大火,人工增雨都起到了关键作用。

根据多次人工增雨扑灭森林火灾的过程分析,只需5毫米以上的小范围降水就基本可以满足。我国的森林覆盖区域80-90%为山区,地形起伏,常有地形云生成,通过适当的人工催化后可形成小范围的降水。其次,林火区是热源,可加热周围空气形成垂直方向对流,只要凝结高度适当并有一定的水汽来源,易于形成对流云。再加上正常的天气过程,为人工增雨提供了有利条件。

另外,人工增雨应用于扑灭森林火灾较常用的各种方法有很多优越性。首先灭火人员无需直接靠近火源,只要在林火区的上风向5公里左右实施作业,效果好,也安全。其次人工降雨可同时扑灭明火、暗火,不留隐患。只要降雨在5毫米以上,不会复燃。第三用人工增雨方法需要的人员少、物资装备少,后勤工作量小,灭火效率高。

4、人工增雨在预防森林火灾中的应用

任何事物总是有两面性,人工增雨扑灭森林火灾一样也有其局限性:人工催化云层可以增加降雨或提前降雨,但不能改变云的移向,作业后降雨不在火区;人工增雨需要一定的天气条件,在云层、水汽条件不具备时不能作业,而扑灭林火任务紧迫,往往造成人们心情急燥。

人工降雨的作用篇5

人工降雨一个小时左右能下雨,人工可以提高降雨概率和增加降雨量,但是不能凭空下雨。

人工增雨的普遍机理是通过碘化银的撒放,增加云层凝结核的数量,从而增加降雨概率和降雨量。但是,碘化银本身只有凝结核作用,在没有可形成降雨的云层基础上,无法完成降雨、增雨作业。

天气预报本身就是概率事件,人工降雨和增雨,对云层高度、厚度、浓度都有要求,所以一般是在实施人工干预前一段时间才能通知下来,很少能在天气预报之类的地方登出来,一般的预告,只是说,将在近期内进行人工干预。

人工降雨的效果还是很显著的,一般由气象部门和本地的民兵完成,通常是高炮作业也飞机抛洒。同样的人工作业,还有强雷暴干预、人工防雹等等。

(来源:文章屋网)

人工降雨的作用篇6

关键词酸雨;日观测数据;月报表;预审

中图分类号X517文献标识码B文章编号1007-5739(2013)01-0230-02

酸雨是指pH值在5.60以下的冻雨、雨水、雪、雹、露等大气降水。其是因自然灾害或人类活动或自然灾害等原因导致区域降水酸化的一种污染现象。酸雨会对陆生生物系统进行破坏,造成森林死亡、土壤酸化或退化,导致了农作物的减产;还对水生生态系统进行破坏,导致湖泊中的鱼虾死亡;对文物、建筑物和工业设备进行腐蚀;不利于公众的健康,影响了工农业生产、生态环境及全球的气候变化[1]。为了对酸雨的研究提供科学的依据,应及时地对酸雨进行观测,其作为国家决策的一项基础性的工作,可为可持续发展战略及环境保护等工作提供有利的依据。酸雨观测记录月报表作为重要的气象资料,可为科学研究的进行和环境保护决策的指定提供重要的依据[2]。因此,在实际工作中,在认真制作酸雨观测记录月报表的同时,应及时地做好各项目内容的预审工作[3]。笔者所在的站开展酸雨观测工作比较晚,预审经验较少。现在简要地探讨一下对酸雨观测月报表预审的做法,以供参考。

1日观测数据的审核

每旬仔细校对观测记录,做好月报表前期准备工作。记录薄主要内容及预审注意事项如下:一是“观测日期”人工定时日降水量(8:00至翌日8:00)≥0.1mm出现日期。日降水量

2月报表的整体预审

预审时应在复读后及时分析记录是否正确,若不正确应从操作方法及仪器性能等方面查找原因;同时应结合本站周围污染源分布、降水期间风向、降水前及降水期间能见度、大天气形势、是否是初次降水、持续时间较长的大量降水要考虑降水期间蒸发及空气中可溶性气体溶入对降水污染物浓度的改变、对pH值大小进行分析时,应分清污染物种类等进行分析、判断。

2.1封面封底与上月报表对比审核

日记录薄校对无误,由“日记录转S文件”得到酸雨观测记录月报表。打开“数据综合处理”输入封面、封底内容。录入时一定要注意相关项半、全角、大小写录入规定要求。

封面:区站号、档案号、台站长、输入校对、预审打印及传输日期(月份为下月)等都要正确输入,并与上月的报表仔细进行校对,确保每项内容都正确。“复测情况”就是查看日观测薄备注栏。“现用仪器”就是查看日观测薄备注栏,pH计、电导率仪、电导电极、复合电极、测温探头、采样桶,要与上月报表相关项互对。更换仪器时,填写新仪器名称、编号、型号、购置时间、使用时间。有关规范规定,应对复合电极进行定期的更换,一般在每年的4月进行,每年4月的报表上必须在“现用仪器”栏中填写更换的新的复合电极的型号、编号、购置日期、使用时间等。电导率仪的电导电极正常使用期为2年,到期必须更换。“附加参数”一般无需改动,与上月报表一致即可。完成封面、封底内容人工审核后,用“格检审核S文件”机审月报表,打印“审核单维护”再分析、正确判断。

2.2观测数据和月统计值的审核

在自动站的日数据维护过程中,应完整地填写4次定时降水量,以防止采取酸雨软件从自动站日数据文件中进行降水量的提取时发生错误,进而导致酸雨月统计的错误。降水日数即为R≥0.0mm的降水日数;酸雨观测降水量即为R≥1.0mm降水日的降水量;总降水量为R≥0.0mm的降水量(包括R

3结语

酸雨观测月报表就是对酸雨观测台(站)1个月内全部酸雨观测资料进行总结,主要包括酸雨观测记录薄中所有的记录数据[4]。其制作与预审的过程中,不仅要对《酸雨观测业务规范》中的各种技术规定进行熟练掌握,还应严格地按照规范对封面、封底要素以及表内的各指标项目进行取值、输入及校对;注意地审查1个月内的各数据,认真地对月统计数据进行复算。观测员要认真、细致、负责地对待每一个记录、数据;工作中要不断加强学习、熟练掌握酸雨观测工作实质、高质量完成每一份酸雨月报表[5]。

4参考文献

[1]周彦玲,侯士波.漠河酸雨观测数据及初步分析[J].黑龙江气象,2008,25(1):23.

[2]幸筱炯.酸雨观测和报表预审体会[J].贵州气象,2007,31(3):55.

[3]李艳玉,蒋冬雁,张捷军,等.浅谈酸雨观测月报表的预审[J].气候研究与应用,2008,29(3):41-42.

人工降雨的作用篇7

[关键词]农村;饮水问题;安全;蓄水池;设计

中图分类号:G5文献标识码:a文章编号:1009-914X(2015)25-0388-01

水乃生命之源,发展农村饮水、保证农村饮水安全是改善农民生活环境、提高农民生活质量、搞好农村卫生环境的主要手段,是促进农村经济发展、解放农村劳动力的基本需求,是维护人民群众切身利益、构建和谐社会的必然要求,也是实现经济全面发展的重要内容。基于此,做好农村饮水安全工作不容忽视,它是国家关注民生、解除民忧、为民谋利的具体体现。

一、我国农村饮水安全问题现状

水是人类赖以生存和发展的基础,可以说没有水也就没有人类的存在。因此,对水资源的开发和利用深受世界人类的关注,是当前环境污染工作中最为关心的研究课题。我国作为农业大国,农村饮水工程建设步伐不断加快,但由于我国农村经济水平的限制,仍然有不少农村地区的饮水问题没有得到有效的解决。面对这种问题,我们有必要对农村饮水安全问题进行分析,而蓄水池作为解决饮水问题的最佳方法而逐渐被人们重视,且在不少地区都已经广泛应用。

1、我国农村饮水安全现状

我国是一个农业大国,受到自然、经济、社会、环境等条件的限制,使得大多农村饮水安全问题仍然存在,且一直没有得到有效根治。根据有关数据统计了解,我国近8亿农村人口中有超过3亿以上的人群还处于饮水安全得不到保证的状态。由此可见,我国农村饮水安全问题不容乐观,究其原因一方面是因为大量农村饮水工程长期处于落后、简陋、低标准状态,虽然国家不断加大农村饮水工程建设,但是建设力度一直赶不上工程老化周期,使得国内众多地区长期处于低水平状态。另外,各种水质污染非常严重,水质中含有的氟、硫、砷等元素超标,严重危害着农村居民饮水安全问题。

2、农村饮水安全工程蓄水池施工意义

针对上述种种问题,虽然我国政府对三农问题的不断重视,农村饮水问题也正在积极解决之中,以保证农村居民饮水安全为目标的饮水工程施工力度不断加大。尤其在一些新农村建设中,为了实现农民就地用水的安全,不少地区都开展了农村小型水利施工建设和水井开挖施工,有效的缓解了过去农民用水压力。在具体的工作中,蓄水池施工技术的应用是通过蓄水截流的方式将降雨合理收集起来,从而解决农村饮水问题的一种方法。但是在蓄水池实际设计和施工中,我们必须要对蓄水池的接流量、容量进行综合考虑,以实际测量数据为标准开展蓄水池施工,在满足当地居民用水要求的同时确保施工进度和效益。同时在具体建设中还需要综合考虑当地气候环境问题,根据不同的环境和气候设置出科学的蓄水池施工标准和计划。

二、农村饮水安全工程蓄水池设计要点

随着社会发展和人民生活水平的提高,人民对饮水安全要求越来越高,尤其是我国广大农村地区的人民,对饮水安全的渴望更加强烈,可以说开发农村安全饮水工程已成为推动社会积极发展的关键,是解决三农问题的主要手段。因此在具体工作中,我们必须要高度重视农村蓄水池的设计工作要点,从多个不同角度将各种需要注意的问题加以指出,从而保证工程开展进度与效益。

1、蓄水水窖的容量计算

1.1、蓄水量与年降雨量的关系

窖(池)蓄水量主要指人畜饮用水量,以年降雨量作为集雨水窖一年的水量来源,窖(池)蓄水量可表示为:

Vn=10-3・pa・an

式中Vn――窖(池)蓄水量(m3);a―年降雨量的利用率;pn――保证率为75%的多年平均降雨量(rnrn);an――表示有效集雨面积(m2)。

1.2、集雨水窖容积计算公式

根据年降雨量的时空分布特征,每年的1月、2月、3月、l1月、12月这5个月份降雨量很小,其他7个月份的降雨量可以一边饮用一边蓄水,到雨季结束,能蓄够5个月的用水量为最合适的容积,因此得出公式:

V=Vn一210Qd

式中V―窖(池)蓄水量(m3);Vn―全年需水量(m3)也等于全年总蓄水量(m3);Qd农户平均日需水量(m3)。

1.3、应用实例分析

以某县某乡山村一户农民集雨水窑工程设计为例。

首先要搜集基本资料。该村海拔高度约为2100米,瓦房的有效集雨面积经测量为126m2。根据多年工程实践我们可得出该地区多年平均降雨量为607.1mm;根据提供的河流流域的降雨模比系数,可得到各频率的年降雨量,见表1。为了保证饮水的安全性,降雨量的保证率以不低于75%为宜。

查表1得该村保证率为75%的多年平均降雨量是513mm。在农村地区,接近丰年时,降雨量会相对较大,考虑到这一因素,蓄水池的容积可以相对的进行提升,但是值得注意的是,即使是提升,也不能超过多年平均降雨量值的蓄水池容量。以免蓄水池容积过大,造成蓄水出现问题。从上述计算公式可以得知,该户蓄水池的容积最大为26m3。

2、节流饮水蓄水池容积计算公式的推导

2.1.在农村中,主要的引用水来源为河流、小溪和降雨。但是由于我国气候、环境等因素的影响,降水量每年都通,这就给蓄水池容积涉及带来一定的困扰,同时降雨与河流水流的流量也有着密切的关系。一般而言,农村的山泉水流量的大小取决于地区降雨量的大小。降雨量分布不同,山泉水的水量也会不同。在降雨量比较大时,山泉水的流量也会比较大,但是保证率却较低,而在冬季降雨量下降,山泉水流量比较小,但是保证率却相对较高,一般保证率都会在85%以上。尤其是植被的覆盖率高时,说明水源涵养更为充足,这样就会使得山泉水的流量较为稳定。

2.2蓄水池容积的计算公式

农村用水高峰时段分别是早晨7:00-9:00时,中午11:30-13:30时,下午17:30-19:30时,共约6个小时,其他时间段用水量很小,在此时间段内,需水量远大于蓄水量。因此,蓄水池的容积设计采用18个小时的蓄水量为适宜,故其计算公式为V=64.8Qp

截流饮水蓄水池容积的计算。V=648Qp代入基本数据得:V=64.8x0.52=33.5m3

山泉水的流量较大时,可以适当调整蓄水池的容积,但最大不宜超过全村日平均需水量。

三、结语

综上所述,通过对降雨量及其时空分布的特点的讨论和计算,可以对蓄水池的容积进行合理的设计,从而避免浪费。从上述文章中可以清楚的了解到,采用截流引水蓄水池和集雨水蓄水池两种工程模式,可以有效解决农村居民用水困难的问题,尤其是对干旱或者是半干旱地区的农村居民来说,这两种工程模式最为有效。而且蓄水池工程对减少江河泥沙含量,减轻中下游防洪负担,改善生态环境,具有极其重要的意义。

参考文献

[1]刘娴,纪秀荣,赵连德.油田矿区生活饮用水定点水质监测结果分析[a].中华预防医学会石油系统分会第五届预防医学学术交流会论文集[C].2008,

人工降雨的作用篇8

关键词:人工增雨;防雹作业;指挥系统

中图分类号:p481文献标识码:a

1楚雄市对增雨防雹的需求

人工增雨是指采用人为方法对一个地区上空可能下雨或正在下雨的云层施加影响,开发云中潜在的降水资源,使降水量增加。人工防雹是指采用人为的办法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响,使云中的冰雹胚胎不能发展成冰雹,或者使小冰粒在变成大冰雹之前就降落到地面。对于降水量季节分布十分明显的楚雄市来说,人工增雨与人工防雹是消除自然灾害、趋利避害的有效方式。楚雄市的自然灾害每年都发生,查看1971~2007年的降水统计数据可知,楚雄市每年都有旱灾,影响着小麦、水稻、玉米和蚕豆等粮食的顺利生产,干旱时期不仅导致粮食减产,还造成农村的蓄水量大幅度减少,影响来年的农业生产。

根据气象资料进行统计分析得出,降水量距平百分比零0pa的时候就会出现轻微干旱的情况,1971年楚雄市的降水距平为-13%,1972年为0,1973年为-4%。根据楚雄市从1971至2007年的降水距平百分比得知,该市在这3内a内降水量成波动的状态,其中2a属于干旱年份,50%以上的年份都属于干旱年,楚雄市农业与经济的发展都受到了自然灾害的危害。而冰雹灾害对整个楚雄的粮经作物的危害也是致命的,每年受冰雹危害的单烤烟一项就达上万亩,最大年成达亩2666.7hm2。增雨防雹工作从开始就受到老百姓的高度关注。

2人工增雨防雹作业指挥系统的现状

2.1人工增雨防雹作业对象上的盲目

人工增雨防雹作业对象上的盲目性就是指挥系统缺乏针对性,没有客观的、完整的、科学的作业条件和工作指标。人工增雨和防雹作业都是对地区上空的云层施加影响,使降水量增加或使云中的冰雹不能发展成冰雹,因此这项工作的针对性要求高,对作业人员和指挥人员是一个严峻的考验,甚至有的作业点不在雷达的探测范围,或在雷达盲区、或雷达衰减的情况下,无法正确判断有效的作业云层。

2.2人工增雨防雹的效果没有有效的监测手段,最近至今还有争

几年楚雄州遭受了严重的干旱,人工增雨防雹作业指挥系统的最大的不足缺点是目前为止人工增雨防雹的效果没有有力的数据来支,。虽然人工增雨防雹作业几十年来取得了不少的成就,但是效果好与否至今还有争议,因此,在人工增雨防雹的效果问题上有待于进一步提升继续进步。

2.3人工增雨防雹的科研是最大的薄弱环节,科技储备不

人工增雨防雹是一个系统工程,从科学选择作业点开始,到建设规范化作业点,到作业指挥、效益评估和分析,都需要有力的科技支撑,理性作业,适时适地适度作业都需要科研的支持。

3人工增雨防雹指挥系统的应用对策

3.1指挥系统的作业对象要明

楚雄市连续几年发生旱灾,对该市的农作物及蓄水量造成不同程度的危害,严重影响着楚雄市的农业和经济的发展。对此问题楚雄市采取了人工增雨的措施,最大限度的减少了旱灾和冰雹对农作物的危害,然而人工增雨和防雹作业面对的是不同作业对象的选。因此,人工增雨、防雹作业的指挥系统排除选择对象时的盲目性,必须根据天气系统的实际情况,认真进行对作业对象的选择,避免作业效果低下,带来不良效果作业。

3.2科学完善监测分。

人工增雨防雹作业指挥系统必须作业对象进行科学严谨的监测分析,提高人工增雨防雹作业的效率,指挥系统的检测分析主要包括对当天的天气状况进行分析,选择哪一段的云进行人工增雨防雹,并将分析结果通过地理信息系统表示出来,以便以后工作的科学、客观地进行。检测分析必须全面进行,对于天气条件、雷达作业、卫星、增雨防雹潜力数值以及闪电检测等都进行分析,结果用地理信息系统直观地表示出来。

3.3利用先进的作业装备网络化管理系。

人工增雨防雹作业指挥系统目前已经实现了网络化管理,指挥系统的工作效率有了大幅度的变化。指挥系统利用互联网能做到网络化管理,安全、查询、统筹管理各种作业装备,有利于指挥系统提高其工作效率,有效排除人们对人工增雨防雹作业效果的怀疑。

4结语

人工增雨防雹作业指挥系统实用型强,为人工增雨防雹的决策指挥提供了技术支撑,因此,本系统很有推广应用价值。人工增雨防雹作业指挥系统人工增雨防雹作业紧密结合增加降水量和防雹的业务实际,需要进一步完善功能,要切实加强作业效果检验工作,这样在实际业务中更能发挥最大效益。

参考文献

[1]何萍,李宏波,王树超.云南高原楚雄市干湿度变化分析[J]楚雄师范学院学,2010(09).

人工降雨的作用篇9

关键词空中水资源;人工影响天气;开发利用

中图分类号p48文献标识码a文章编号1674-6708(2012)75-0022-02

在全球气候变暖的大趋势下,极端气候事件将频繁发生。虽然修水县属亚热带湿润季风气候区,热量、雨量较丰沛,但因降水季节的变化,造成修水县汛期降水集中,常常引发洪涝灾害,而在夏秋季节,因降水偏少,常常造成农业干旱,城市缺水。发电企业效益下降。如何既科学又经济地解决修水县水资源季节性短缺问题,开发利用空中水资源,提高大气降水效率,实施人工影响天气是一项重要的途径。本文对修水县空中水资源利用的现状及潜能进行分析。

1修水县空中水资源优势及干旱特点

大气含水是空中水资源的主要组成部份。包括气体状态的水(汽)和固态、液态的水(云)。大气水分的80%集中在离地面2公里的大气层内。从动态角度计算,每年累计有84.4亿吨的水汽、云、雨滴从修水县经过,而实际降落地面的只有7.27亿吨。降落地面不到10%,可以说,修水县存在着一个巨大的“水中水库”,空中水资源十分丰富。

干旱是修水县的主要自然灾害之一。自53年至2006年的54年资料中,有45年发生不同程度的干旱,占83.3%,在前28年中只占79%,说明干旱呈发展趋势。其中秋旱较多,共发生34年,占63%。严重干旱年有1956年、1963年、1966年、1974年、1976年、1978年、1986年、1988年、1991年、1992年、2001年、2003年,占25%。严重的干旱年大部份都有伏旱和秋旱,近几年,冬旱有明显上升趋势。干旱的损失也是巨大的。如2003年7至8月修水县出现严重的伏秋旱和连续高温天气,最高气温达42℃,造成了全县5.7万人出现饮水困难,农作物受灾面积24015公顷,死亡人口3人,死亡牲畜560头,全县因灾造成直接经济损失1.56亿元,其中农业损失1.28亿元。

2人工影响天气现状及潜能分析

2.1人工影响天气现状

修水县的人工影响天气工作是从七十年代开始的,当时是利用简易铁架采取人工点火方式进行人工增雨作业。后来采用三七高炮输送催化剂进行增雨。目前,修水县已匹配了专用火箭发射和双管三七高炮,作业工具先进了不少,机动性增强。人工影响天气的技术手段也大有改善,应用了多普勒天气雷达,卫星云图资料,能够判断云层变化。分析云层中的含水量和云发展的趋势,准确把握作业时间。

近年来,修水县只要出现干旱,都积极地开展了人工增雨作业,且效果显著。如2001年在白岭上奉两地开展人工增雨作业,只用100余发炮弹,就使两地均下了20mm~30mm的降水,其中白岭大街上倾盆大雨,低矮商店还涨了水,老百姓称赞说“落票子”(钞票)。2003年,在山口发射火箭4枚,5个乡镇降雨10mm~30mm,其中漫江、征村两乡旱情基本解除。

2.2修水县人工影响天气潜能分析

根据国内外专家多年研究和检验,实施一次人工增雨作业平均受益面积约300平方公里,缓解农田旱情面积约45km2,增加水量45万吨~450万吨,作业投入经费与直接经济效益的比值是1:150。但是,从修水县的实际情况看,人工影响天气的潜能远远没有发挥。

首先是空中水资源利用率不高。大量的空中水来到本地域,又浩浩荡荡地离开本地,降落到地面的不到10%;

二是往往到干旱发生严重时才采取应急的人工增雨措施,而此时的天气条件是晴空万里,碧空无云,人工增雨条件局限,只能利用局地山体形成的对流云块进行局地人工增雨,而地势较平坦的乡镇往往得不到收益。如果能够科学选择时机,在干旱发生之前就进行科学调度,实施人工增雨,则效果会更明显,旱灾损失也将大大降低;

三是人工影响天气的作用远没有发挥。人工影响天气不仅是表现在农业抗旱方面。修水县小电站发展较快,目前总机容量达到20万千瓦,人工增雨可专为电站、水库增加蓄水,提高企业效益;在森林火险等级高时,增雨降低火险等级;发生森林火灾时可增雨进行灭火;在城市高温时可增雨降低空气温度,城市污染严重时,增雨可净化空气;在发生冰雹的季节,可进行人工消雹作业,抑制对流发展旺势等等;

四是空中水资源的争夺。空中水资源虽然丰富,但水汽量也是有限的,在一定条件下,通过人工播撒凝结核增长雨滴,促其降落地面,为我所用,但是周边各地都开展人工增雨,而本地不作业的话,干旱则将会加剧,因为云的能量在别处已经释放,并且消耗了大量的水汽,云经本地时则可能处在消散或者重新发展阶段,自然降水量就会减少;

五是单点作业没有网络多点作业效果好。云有生成、发展、消散三个阶段,而且是在不断运动和变化中,单点作业时,针对某个云团,只有在发展到旺盛时开展作业,才有可能在当地形成降水或增加雨量。经常是通过发射弹药后,云团得到了发展,因云的移动,降水在下游发生。针对系统云团,单点作业效果有限,而网点作业,则可跟踪某个云团的发展过程,在过程中始终对同一云团跟踪作业催化,则催化范围大,效果好。

3对策与建议

1)适应新形势,建设现代化的人工影响天气机制。建设现代化农业、增加农民收入,是社会主义新农村建设重要任务。按照国务院《人工影响天气条例》的要求,应建立一个有组织机构、专业队伍、稳定经费保障的长效机制,将人工影响天气作为一项重要工程,改变目前人员不稳定,装备缺保养,弹药无库存、经费无保障的状态;

2)依靠科技进步,合理开发空中水资源。大力开展人工影响天气技术研究,不断提高人工影响天气作业技术水平和与外县人工影响天气机构进行技术交流和工作交流,开展人工影响作业的协同配合,把握时机,科学调度,实现效益最大化;

3)建立人工影响天气网络,按照江西省气象“十一五”规划,应建立以300km2一个作业点的人工影响天气网络,修水县需部署作业点15个。实施网络化的人工影响天气,改变目前单点作业状态;

4)丰富空中水资源开发内容。综合考虑空中水资源的开发与地表水资源的利用,由为农业抗旱、防灾减灾向合理利用空中水资源、防灾减灾、生态环境建设和提高人民生活质量服务拓展。由旱季作业向利于蓄水资源的其它季节拓展。由旱区作业向水库区、江河源头作业拓展。

人工降雨的作用篇10

关键词雨水利用;低影响开发;径流量

中图分类号tV5文献标识码a文章编号1674-6708(2014)114-0122-03

0引言

水是一个国家的灵魂,通过蒸发、输送、凝结、下渗和地下径流等环节,在水体之间不断的循环着。其中,在区域的水循环和城市的水循环中,雨水循环占着重要的作用,对于生态环境的改善以及调节水区资源起着重要的作用。当前,我国的城市化发展非常迅速,城市的建设方面取得了巨大的成就,随着城市的经济快速发展,规模不断扩大,城市人口密度加大,越来越多的农田和绿地被建筑物所取代,土地的利用形式发生变化,使得城市的生态环境也随之改变,从而在雨水方面也不可避免的出现了一些或大或小的问题,主要有:地表径流量的增大,洪涝灾害变得越发频繁;雨水面源污染严重,河流水质逐渐恶化;此外随着地表径流下渗减少,地下水资源难以得到补充等等。所以,降低洪涝灾害的发生率,减少城市污染,这些问题变得越来越紧迫。

1国内外雨洪控制的进展

1.1源头性控制

近年来,由于洪涝灾害的不断加大,各个国家对于雨洪的研究也越来越深入,雨洪管理体系变得越来越完善,很多国家实施了从源头进行控制的措施。其中,低影响开发的措施在美国最受关注。从上个世纪开始,低影响开发的理念就由美国提出,首先通过分散的源头控制,逐渐发展为控制城市暴雨所产生的径流以及污染,从而使得开发前后的水状态趋于缓和。

低影响开发的主要思想就是在城市的开发建设之中,运用各种手段来减轻对于环境的破坏,恢复自然生态环境。所以,为了净化水环境,许多国内外的专家对于低影响开发进行了研究,并且还建立了应用基地。他们关注解决雨洪问题的方法,介绍应用低影响开发的原则,最后表明低影响开发的技术在解决城市雨洪问题上的潜力巨大。

随着“绿色城市”口号的提出,低影响开发的模式得到了越来越重要的应用,我国在借鉴国外的先进经验的基础之上,建立了很多重要的项目,从而促进了城市水资源的循环利用,使得城市的经济、环境得到了可持续的发展。

1.2中途控制

当今时代,城市化的发展越来越快,使得城市的合流管道的溢流问题以及城市的雨水问题变得越来越严重。合流管道污染问题已经成为城市改善水环境的制约因素。为了改善水质、减少雨水污染物,国外对于排水系统进行了研究,主要是在溢流建筑物中加入各种悬浮固体,从而能够有效地减少固体污染物的排放量。另外,建设相应的储蓄池也能够控制雨洪量。为了解决雨水对河流的冲击污染,我国上海市建立了相应的雨水储蓄池,有效地缓解了水量的压力和水质的污染。除此之外,对于现有的排水系统进行改造,进行分流制,也能够控制水的排放量。德国就利用此方法进行控流,实现了对雨洪的管理。

1.3末端控制

雨洪的末端控制方法主要是由河道的集中存储技术、人工湿地技术组成。在河道的末端,经过储蓄池的的调储之后,可以利用沉淀的方法对其进行处理,达到标准之后进行排放。其中,利用人工湿地处理污染的水体进行是个很好的方法,一方面能够减少污染,使得河道的水质改善,另一方面还可以改善生态环境,人与自然得到应用的统一。很多国家对于人工湿地技术进行了研究,并将要作为末端控制技术进行实施。我国昆明市在河道的出口处建立了人工湿地,对其污水进行控制,处理效果很稳定,使得污水排放量明显减少。

1.4非工程性控制

非工程性控制主要是指利用政策、法令、工程以外的非技术手段与经济方式来加强雨洪控制。它主要由城市的雨洪管理方式、城市的规划控制以及法律法规的教育、宣传等组成。

城市的雨洪管理方式:因为我国对于雨洪的管理方式研究起步比较晚,发展相对比较落后,所以为了解决水资源的短缺、城市的内涝问题,应该充分利用国外的先进经验,建设以“环境、安全”为目标的管理体系。由于完善城市雨洪的管理体系,涉及到很多应用领域,需要多个部门、多专业的积极协作。不管是发达国家还是我国的水资源问题都已表明,创建合理的管理体系已经是迫在眉睫。

城市的规划控制:城市的规划是否合理,不仅影响到城市的雨水收集问题,还对缓解城市的水涝灾害、改善生态文明、补充地下的水资源有深远的影响。现今,我国某些地区以环境、经济、社会为起点,开展了对雨水的重复利用研究,充分利用发达国家的经验,探索出了适合我国国情的相应规划,开发商已经在项目的建设中开始实施控制雨洪的工程。

法律法规的教育、宣传方式:上世纪的90年代,美国制定了污染物的排放削减制度,并且对于暴雨的排放量权限进行了控制。另外,德国也规定了相关法律:对于污染严重的降雨需要经过处理达到标准以后才能排放。除此之外,其他国家也采取了很多的经济手段,来激励人们实施新的处理方法。从2004年开始,我国也颁布了很多与雨水的利用有关的法规,政府开始鼓励人们建设收集雨水的设施,还确定了雨水利用的标准。对于教育宣传方面,政府制定了相关的宣传手册、环保购物装置,向大家免费发放。此外,还建立了环境教育基地,并且通过报纸、电视台、网站等媒介,宣传了环保工作的动态。

2我国城市雨洪径流的特性分析

2.1地表径流的水量

城市雨洪具有双刃性,它是一种资源,也是一种灾害。在城市化的过程中,不透水的地表面积越来越大,从而使得洪峰流量增高,汇流时间变短。并且,近年来随着气候变化的多样性,使得暴雨的发生越来越频繁,增加了城市洪涝的风险。根据研究表明,北京市中心的径流总量、径流系数都比郊外平原区要高,由此可见,城市化越来越高的地区,承受洪涝灾害的能力越差。所以,应该充分利用雨水这部分资源,淡水资源短缺的现状就会有所改变。

2.2地表径流的污染物

要想使城市的污染问题得到很好地控制,必须提高城市水体的质量,全面了解污染物的种类以及来源,这样有利于制定有效的污染控制措施,从而提高处理污水的效率。常见的污染物主要有:重金属、有机碳类物质、悬浮颗粒等。

2.2.1重金属

重金属是雨水流中的主要污染物之一,并且还具有很大的毒性。但是在雨水的冲击作用下,它很难降解,并会长时间的存在于水体的环境中,所以,雨水中的重金属很受关注。一般情况下,重金属的主要来源是建筑施工、大气的沉降以及城市交通行为。重金属浓度的大小与颗粒物的大小有关,根据研究结果表明,绝大多数的重金属的颗粒物大小集中在小粒径上,因此,重金属污染的问题要想得到解决必须除去小的颗粒物。另外,季节、地理条件以及温度都是水中重金属转化的主要因素。

2.2.2有机碳类物质

在城市的水体中,有机碳类化合物的分解就会消耗水中的溶解氧,使得水体发臭发黑,以至于影响水体景观。另外,有机碳的溶解会对水体环境造成很大的危害,它会使得多环芳烃与重金属之间的分布受到影响,从而影响了颗粒物对于重金属与烃类物质吸附作用,就会使得暴雨对重金属和烃类物质的转运。

有机碳类物质最容易吸附在小颗粒的物质上,经研究发现,有机物大多数存在于小颗粒物质的表面,并且当有机物吸附在上面的时候就会增强重金属与疏水有机物结合的能力。虽然这个过程会促进重金属的去除,但是因为有机物质容易被降解,就会使得颗粒物质吸附的污染物重新变为溶解态。

2.2.3悬浮颗粒

在城市的降雨径流中,污染物悬浮颗粒的大小变化很大,主要由交通行为、建筑施工、尾气排放、路面冲刷、工业生产以及土壤侵蚀等造成。悬浮颗粒影响着水体环境污染物的分解以及转移。它所携带的无机物以及有机物会随着雨水冲刷进入到水体环境之中,并且多数的污染物不但可以是颗粒状的形式吸收有机物,而且还可以是颗粒态形式附于沉积物之中。所以,悬浮物以及携带的所有污染物都可以通过沉淀去除。

对于不同的降雨量,地表径流所携带颗粒物的粒度分布不仅与水力条件有关,还与干旱的天数有着密切的关系。

3降雨径流的污染特征分析

降雨径流的污染主要受降雨事件与地面颗粒物的影响,在此主要讨论了径流初期的雨水冲刷以及输送规律。

3.1降雨事件分析

1)降雨量

降雨量的大小不但受到地区的影响,而且还与季节有着明显的关系。对于我国南部地区,属于亚热带气候,降雨量丰富,并且干湿分明。平均每年的降雨量很大,年际之间的雨量变化也很大,全年大部分的降雨量出现在汛期,只有很少一部分位于后汛期。而且,这个时期的平均降雨量很大,主要是由于在这段时间内热带低气压、热带气旋等气候的出现较为频繁。每一年中各个月份的雨水量变化呈现单雨峰趋势。

2)降雨天数

我国南方的平均降雨天数为145天,其中最多的年份是185天,最少的也有108天。跟降雨量相同,降雨的天数主要是集中在汛期,其中,小雨占得天数较多,中雨、大雨的天数相对较少。

3)降雨强度

降雨的强度主要是指单位时间的降雨量。对于不同类型的降雨强度会对污染物的冲刷有不同的特点。对于降雨强度出现最大的时间不同,可以将降雨事件大致分为三种。

降雨前期类型:降雨强度出现最大值的时候出现在降雨前期,并且随着降雨时间的延长而变得越来越低。中期降雨类型:降雨强度的最大值出现在降雨事件中间时段,并且随着降雨时间的增长而逐渐降低,出现“两头较小,中间较大”的分布形态。末期降雨类型:降雨强度的最大值出现在降雨事件末端,其中,中前期降雨强度的增长较小。

3.2径流初期的雨水冲刷

一般情况下,初期的降雨量中污染物的含量与后期相比较高,我们把这种现象称作初期冲刷效应。在初期的冲刷中,很多污染物进入水体中,这是水体环境退化的主要原因。经研究表明,降雨开始的初期,雨水的冲刷会是得降雨所携带的大量污染物浓度出现最高,但是,在同一个降雨事件之中不同的污染物或者是不同的降雨事件的同一个污染物经过初期的雨水冲刷而产生的浓度峰值是不同的。在一般的情况下,能够影响冲刷效应的因素有很多种,比如降雨强度、汇水面积、前期的干旱天数、不渗透面积的比以及清扫的频率等等。

对于我国降雨径流的污染特征分析之后,可以发现沉积物中的大多数颗粒物质的粒径比较小,并且具有较强的吸附能力。因此,除去小颗粒物质是减少污染的主要途径之一。此外,污染物的浓度与降雨的时间也有关系,在降雨的过程中,初期的污染物浓度较高,随着降雨时间的延长,污染物的浓度逐渐降低并且在后期趋于稳定。初始冲刷强度不但与土地的类型有关,而且与前期的干旱天数、降雨的强度等因素有关。

4低影响开发的试验研究

由于初期降雨的冲刷使得污染较为严重,污染物的浓度很高,需要进行处理。在此,主要利用下凹绿地、人工湿地、透水砖以及新型雨水口,这四种低影响开发的技术进行相关的研究。

4.1下凹绿地