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人工降雨的原理和方法8篇

时间:2024-02-27 14:39:23

人工降雨的原理和方法

人工降雨的原理和方法篇1

一、人工降雨损害财产赔偿责任之惑

人工降雨是指用人工使没有达到降雨阶段的云变成雨降下。即选择有利于降水的云团,用飞机或高炮等方法将“催化剂”送入云层,促使本不会降水的云降水,或者加大降水,故又称“人工增雨”。人工降雨是现代文明社会直接开展抗旱、缓解因酷暑造成的电荒,改善人居自然环境的重要科技手段。在盛夏酷暑难耐之际,一场及时的人工降雨给人们带来阵阵凉爽,给庄稼带来涓涓细水,给工厂带来绵绵电流。人们无不心情舒畅,为能够享受现代科技成果而兴奋,但是人工降雨有时也会对少部分人的财产造成一定的损害。比如在实施人工降雨的过程中由于气候的变化形成狂风掀走晾晒的贵重物品、掀翻农田大棚、掀倒广告牌、建筑物,给相关的单位或个人带来了财产损失;因雨量过大致使排水不畅、房屋漏水给他人的财产造成损害;盐场晒盐、小麦在田都要即将收获,一场不适时宜的人工降雨造成的损害等等,所有这些应当由谁来承担责任呢?让财产所有人自行承担,总感到有点理不顺,因为人工降雨毕竟不是“天灾”。让有关职能部门承担,也感到有点委屈,因为实施人工降雨对大多数人来说是一件深得人心、让社会得益的好事情,是一种具有公益性的、无偿的行为。让其他人承担,好象也缺乏充足的理由。人们对此陷入了情、理、法的困惑之中,并引起诸多思考。

二、人工降雨损害财产赔偿责任之争

人工降雨致使他人财产受到损害的现象是社会发展中遇到的新情况,能否得到赔偿,由谁来赔偿,仁者见仁,智者见智,归纳起来有以下几种不同观点。

第一种观点为不可抗力说。不可抗力是指人力不可抗拒的外在力量,即不能预见、不能避免并不能克服的客观情况。根据人工降雨的原理,人工降雨是需要具备一定的气象条件的,如必须要有足够的云层等等。气象专家都不能准确预测何时具备人工降雨的条件和具备实施人工降雨条件的时间,作为非专业的一般单位和个人显然更不可能预见人工降雨的到来。因而人工降雨对于一般受害的单位和个人来说,仍属于不能预见、不能避免并且不能克服的客观现象,是不可抗力的一种。我国《民法通则》第107条规定:“因不可抗力不能履行合同或者造成他人损害的,不承担民事责任,法律另有规定的除外。”因此,在法律没有特别规定的情况下,人工降雨所造成的损害,不能获得赔偿。当然,人工降雨所造成的损害既属于不可抗力,如果受害人向保险公司投了保,保险公司应该赔偿受害人的损失。

第二种观点为意外事件说。人工降雨不是不可抗力,而属于意外事件。意外事件,也称意外事故,是指损害结果的发生,不是行为人由于故意或过失,而是由于不能抗拒或者不能预见的原因所引起的事件。人工降雨给受害人带来的财产损失属于一种意外事件,对于危害结果的产生既没有故意,也没有过失,而是由于不能抗拒或者不能预见的原因引起的。因此,人工降雨所造成的损害,也不能获得赔偿。但如果已参加保险,也可从保险公司获得赔偿。

第三种观点为职务授权说。职务授权行为是指行为人为维护社会安全,保护国家、集体的利益和个人的合法权益,在依法执行职务时而“损害”他人权利的行为。人工降雨的实施单位是基于国家的授权而实施的一种职务行为,对于人工降雨带来的财产损害实施单位既没有故意,也没有过失,而是依法执行职务,因而对于损害结果的发生,不负有赔偿责任。

第四种观点为一般侵权说。人工降雨造成财产损害属于一般侵权行为。一般侵权行为是指行为人基于过错而造成他人的财产或人身损害,并应由行为人自己承担责任的民事违法行为。在实施人工降雨过程中,实施单位对损害的发生,负有注意义务,以避免危害结果的发生。因此,人工降雨的实施单位应对自己的侵权行为,即未尽注意义务而致危害结果的发生承担相应的民事责任。

第五种观点为特殊侵权说(职务侵权说)。人工降雨对个人或单位的财产造成损害属于特殊侵权中的职务侵权行为。特殊侵权行为是相对于一般侵权行为而言的,指由法律直接规定的,无需具备一般侵权行为的成立要件而必须就他人人身、财产损害负民事责任的民事违法行为。所谓职务侵权行为,或称职务侵权损害行为,是指国家机关或者国家机关工作人员,在执行职务中侵犯他人合法权益并造成损害的行为。人工降雨是国家的有关部门为了社会的公共利益(降温、缓解旱情等)而采取的一种职务行为。只要侵权行为和损害结果之间存在因果关系,实施人工降雨的国家有关部门应该承担赔偿责任。

三、人工降雨损害财产赔偿责任之析

人工降雨的科学性、公益性、无偿性是不容置疑的。毫无疑问,实施人工降雨不是以损害他人财产为目的的,主观上是造福于大众、造福于社会,是没有过错的。但在确定是否承担民事责任的问题上,不是简单地以主观是否有过错为标准的。一般情况下,民事责任的构成须同时具备行为的违法性、损害后果的客观性、违法行为与损害后果的因果关系以及行为人的主观过错。同时具备了这四个条件,则应依照法律的规定承担民事责任。可见,“过错”是构成民事责任的一般条件。在某些特定的情况下,无过错也要承担民事责任。其构成要件是有损害事实、致害行为以及损害事实与致害行为有直接的因果关系。无过错责任不以主观过错为构成条件。因此,人工降雨造成财产损害的赔偿责任应当根据民事责任的侵权归责原则来确定。民事责任的侵权归责原则是指在行为人的行为或物件致他人损害的情况下,根据何种标准和原则确定行为人的侵权民事责任。民事责任的侵权归责体系包括四种归责原则:一种是适用最为广泛的过错责任原则;一种是适用于各种特殊侵权行为的过错推定责任原则;一种是适用于行为人没有过错的无过错责任原则;还有一种是适用于当事人双方对造成损害均无过错的公平责任原则。过错责任原则又称过失责任原则,它以行为人的过错作为归责的根据和最终要件。过错责任原则是以行为人的过错作为责任的构成要件,加害行为人主观上具有故意或过失才能承担侵权责任。过错推定原则是指受害人证明其所受损害是加害行为人所致,而加害行为人却不能证明自己没有过错的情况下,推定加害行为人有过错并承担民事责任的归责原则。无过错责任原则是指行为人虽没有过错,只要其行为与损害后果间存在因果关系,就应承担民事责任的归责原则。它不以行为人主观上有过错为侵权行为的构成条件,无论行为人主观上有无过错,都要承担侵权责任。但这并不意味着无过错责任原则不考虑受害人的过错和第三人的过错,它们也可以成为行为人责任减免的事由。无过错责任只有在法律有明确规定的情况下才能适用。依据我国现行立法,无过错责任主要适用于某些高度危险作业造成的损害赔偿。很显然,人工降雨致损不适用无过错责任原则。公平责任原则又称衡平责任原则,指在当事人双方对损害的发生均无过错,法律又无特别规定适用无过错责任原则时,根据公平观念,责任加害人对受害人的财产损害给予适当的补偿,由当事人合理分担损失的一种归责原则。这样,将人工降雨损害财产赔偿责任的争论之说,与民事责任及其侵权归责原则对照分析,以便依法正确处理人工降雨致使财产受损的赔偿纠纷。

1、关于不可抗力说。不可抗力造成的损害,依照法律规定一般是不承担民事责任的。但人工降雨是人为改变天气的结果,不是生活中的自然现象,所造成的财产损害不能认定为是一种自然灾害。随着科学技术的不断发展,人工降雨中的人的主观控制意识将会得到极大提高,损害程度也将不断随之减弱,从而否定了人工降雨是不可抗力之说。故人工降雨是不可抗力的说法不能成立。

2、关于意外事件说。我国民法虽然没有把意外事件作为免责的事由,但司法实践中通常把意外事件作为免责要件对待。人工降雨对财产造成的损害,虽不是行为人的故意或过失,但也不是不能抗拒或不能预见的。只要实施人工降雨的部门预警及时,人工降雨的各种相关数据计算准确,履行十分谨慎、合理注意义务,相关的财产损失是完全可以避免的。因而意外事件的说法也是不能成立的。

3、关于职务授权说。实施人工降雨是基于职务的授权所为,其行为是正当的、合法的,不负有赔偿责任。职务授权行为作为一种免责事由,一是必须要有合法的授权,二是执行职务的合法,三是执行职务的活动是必要的。单就人工降雨致使财产受损,可以不负赔偿责任。现实生活中,如果人工降雨所造成的财产损害是多种因素复合形成,根据侵权归责原则,另当别论,不能统统列于人工降雨致损的名下,免除不该免除的赔偿责任。

4、关于一般侵权说。一般侵权说的民事责任须具备民事责任的一般构成要件才能成立侵权的民事责任。一般侵权的民事责任适用的是过错责任原则,有过错则有责任,无过错则无责任。在实施人工降雨的过程中,如无过错或过失造成财产损害的,如前所述仍属于职务授权行为。但是,如有过错致使他人财产受到损害,则应按一般侵权承担民事责任,比如超越授权行为、执行职务的程序、方法违法等。

5、关于特殊侵权说(职务侵权)。特殊侵权责任是由法律根据具体的情况确定。我国《民法通则》第121条规定:“国家机关或者国家机关工作人员在执行职务中,侵犯公民、法人的合法权益造成损害的,应当承担民事责任。”职务侵权行为具有行为主体的特定性、行为的特殊性和承担责任范围的限制性(法律上有明确规定才能承担责任)。其归责原则为过错推定责任原则。在实施人工降雨过程中,只要有损害结果的发生,且行为人不能证明自己没有过错,则推定有过错并承担民事责任。但行为人能够充分证明自己无过错,可免除其民事责任。值得一提的是在无过错的前提下免除民事责任后,容易与职务授权行为相混淆,不可再适用其他归责原则。

四、人工降雨损害财产赔偿责任之主

俗话说:“冤有头,债有主”。因人工降雨致使财产受到损害能否获得赔偿,谁应当对人工降雨造成的财产损害承担赔偿责任,根据以上所述,应视具体不同情况区别对待。(本文仅就人工降雨的实施者与受害财产所有者之间的损害行为应当由谁担责作了浅述。现实社会中,人工降雨致使财产受到损害,不排除其它诸多综合因素共同构成侵权,也应根据不同情况分别处理。本文未涉及。)

1、职务授权行为。一般正常情况下,有关部门实施人工降雨都是依职务授权而为,对于在实施人工降雨过程中致使他人的财产受损的,依法不承担民事责任。但是,对于损害的发生,双方当事人均无过错的应当适用公平责任原则,由人工降雨的实施部门对受害人的财产给予适当补偿。

人工降雨的原理和方法篇2

一、人工降雨损害财产赔偿责任之惑

人工降雨是指用人工使没有达到降雨阶段的云变成雨降下。即选择有利于降水的云团,用飞机或高炮等方法将“催化剂”送入云层,促使本不会降水的云降水,或者加大降水,故又称“人工增雨”。人工降雨是现代文明社会直接开展抗旱、缓解因酷暑造成的电荒,改善人居自然环境的重要科技手段。在盛夏酷暑难耐之际,一场及时的人工降雨给人们带来阵阵凉爽,给庄稼带来涓涓细水,给工厂带来绵绵电流。人们无不心情舒畅,为能够享受现代科技成果而兴奋,但是人工降雨有时也会对少部分人的财产造成一定的损害。比如在实施人工降雨的过程中由于气候的变化形成狂风掀走晾晒的贵重物品、掀翻农田大棚、掀倒广告牌、建筑物,给相关的单位或个人带来了财产损失;因雨量过大致使排水不畅、房屋漏水给他人的财产造成损害;盐场晒盐、小麦在田都要即将收获,一场不适时宜的人工降雨造成的损害等等,所有这些应当由谁来承担责任呢?让财产所有人自行承担,总感到有点理不顺,因为人工降雨毕竟不是“天灾”。让有关职能部门承担,也感到有点委屈,因为实施人工降雨对大多数人来说是一件深得人心、让社会得益的好事情,是一种具有公益性的、无偿的行为。让其他人承担,好象也缺乏充足的理由。人们对此陷入了情、理、法的困惑之中,并引起诸多思考。

二、人工降雨损害财产赔偿责任之争

人工降雨致使他人财产受到损害的现象是社会发展中遇到的新情况,能否得到赔偿,由谁来赔偿,仁者见仁,智者见智,归纳起来有以下几种不同观点。

第一种观点为不可抗力说。不可抗力是指人力不可抗拒的外在力量,即不能预见、不能避免并不能克服的客观情况。根据人工降雨的原理,人工降雨是需要具备一定的气象条件的,如必须要有足够的云层等等。气象专家都不能准确预测何时具备人工降雨的条件和具备实施人工降雨条件的时间,作为非专业的一般单位和个人显然更不可能预见人工降雨的到来。因而人工降雨对于一般受害的单位和个人来说,仍属于不能预见、不能避免并且不能克服的客观现象,是不可抗力的一种。我国《民法通则》第107条规定:“因不可抗力不能履行合同或者造成他人损害的,不承担民事责任,法律另有规定的除外。”因此,在法律没有特别规定的情况下,人工降雨所造成的损害,不能获得赔偿。当然,人工降雨所造成的损害既属于不可抗力,如果受害人向保险公司投了保,保险公司应该赔偿受害人的损失。

第二种观点为意外事件说。人工降雨不是不可抗力,而属于意外事件。意外事件,也称意外事故,是指损害结果的发生,不是行为人由于故意或过失,而是由于不能抗拒或者不能预见的原因所引起的事件。人工降雨给受害人带来的财产损失属于一种意外事件,对于危害结果的产生既没有故意,也没有过失,而是由于不能抗拒或者不能预见的原因引起的。因此,人工降雨所造成的损害,也不能获得赔偿。但如果已参加保险,也可从保险公司获得赔偿。

第三种观点为职务授权说。职务授权行为是指行为人为维护社会安全,保护国家、集体的利益和个人的合法权益,在依法执行职务时而“损害”他人权利的行为。人工降雨的实施单位是基于国家的授权而实施的一种职务行为,对于人工降雨带来的财产损害实施单位既没有故意,也没有过失,而是依法执行职务,因而对于损害结果的发生,不负有赔偿责任。

第四种观点为一般侵权说。人工降雨造成财产损害属于一般侵权行为。一般侵权行为是指行为人基于过错而造成他人的财产或人身损害,并应由行为人自己承担责任的民事违法行为。在实施人工降雨过程中,实施单位对损害的发生,负有注意义务,以避免危害结果的发生。因此,人工降雨的实施单位应对自己的侵权行为,即未尽注意义务而致危害结果的发生承担相应的民事责任。

第五种观点为特殊侵权说(职务侵权说)。人工降雨对个人或单位的财产造成损害属于特殊侵权中的职务侵权行为。特殊侵权行为是相对于一般侵权行为而言的,指由法律直接规定的,无需具备一般侵权行为的成立要件而必须就他人人身、财产损害负民事责任的民事违法行为。所谓职务侵权行为,或称职务侵权损害行为,是指国家机关或者国家机关工作人员,在执行职务中侵犯他人合法权益并造成损害的行为。人工降雨是国家的有关部门为了社会的公共利益(降温、缓解旱情等)而采取的一种职务行为。只要侵权行为和损害结果之间存在因果关系,实施人工降雨的国家有关部门应该承担赔偿责任。

三、人工降雨损害财产赔偿责任之析

人工降雨的科学性、公益性、无偿性是不容置疑的。毫无疑问,实施人工降雨不是以损害他人财产为目的的,主观上是造福于大众、造福于社会,是没有过错的。但在确定是否承担民事责任的问题上,不是简单地以主观是否有过错为标准的。一般情况下,民事责任的构成须同时具备行为的违法性、损害后果的客观性、违法行为与损害后果的因果关系以及行为人的主观过错。同时具备了这四个条件,则应依照法律的规定承担民事责任。可见,“过错”是构成民事责任的一般条件。在某些特定的情况下,无过错也要承担民事责任。其构成要件是有损害事实、致害行为以及损害事实与致害行为有直接的因果关系。无过错责任不以主观过错为构成条件。因此,人工降雨造成财产损害的赔偿责任应当根据民事责任的侵权归责原则来确定。民事责任的侵权归责原则是指在行为人的行为或物件致他人损害的情况下,根据何种标准和原则确定行为人的侵权民事责任。民事责任的侵权归责体系包括四种归责原则:一种是适用最为广泛的过错责任原则;一种是适用于各种特殊侵权行为的过错推定责任原则;一种是适用于行为人没有过错的无过错责任原则;还有一种是适用于当事人双方对造成损害均无过错的公平责任原则。过错责任原则又称过失责任原则,它以行为人的过错作为归责的根据和最终要件。过错责任原则是以行为人的过错作为责任的构成要件,加害行为人主观上具有故意或过失才能承担侵权责任。过错推定原则是指受害人证明其所受损害是加害行为人所致,而加害行为人却不能证明自己没有过错的情况下,推定加害行为人有过错并承担民事责任的归责原则。无过错责任原则是指行为人虽没有过错,只要其行为与损害后果间存在因果关系,就应承担民事责任的归责原则。它不以行为人主观上有过错为侵权行为的构成条件,无论行为人主观上有无过错,都要承担侵权责任。但这并不意味着无过错责任原则不考虑受害人的过错和第三人的过错,它们也可以成为行为人责任减免的事由。无过错责任只有在法律有明确规定的情况下才能适用。依据我国现行立法,无过错责任主要适用于某些高度危险作业造成的损 害赔偿。很显然,人工降雨致损不适用无过错责任原则。公平责任原则又称衡平责任原则,指在当事人双方对损害的发生均无过错,法律又无特别规定适用无过错责任原则时,根据公平观念,责任加害人对受害人的财产损害给予适当的补偿,由当事人合理分担损失的一种归责原则。这样,将人工降雨损害财产赔偿责任的争论之说,与民事责任及其侵权归责原则对照分析,以便依法正确处理人工降雨致使财产受损的赔偿纠纷。

1、关于不可抗力说。不可抗力造成的损害,依照法律规定一般是不承担民事责任的。但人工降雨是人为改变天气的结果,不是生活中的自然现象,所造成的财产损害不能认定为是一种自然灾害。随着科学技术的不断发展,人工降雨中的人的主观控制意识将会得到极大提高,损害程度也将不断随之减弱,从而否定了人工降雨是不可抗力之说。故人工降雨是不可抗力的说法不能成立。

2、关于意外事件说。我国民法虽然没有把意外事件作为免责的事由,但司法实践中通常把意外事件作为免责要件对待。人工降雨对财产造成的损害,虽不是行为人的故意或过失,但也不是不能抗拒或不能预见的。只要实施人工降雨的部门预警及时,人工降雨的各种相关数据计算准确,履行十分谨慎、合理注意义务,相关的财产损失是完全可以避免的。因而意外事件的说法也是不能成立的。

3、关于职务授权说。实施人工降雨是基于职务的授权所为,其行为是正当的、合法的,不负有赔偿责任。职务授权行为作为一种免责事由,一是必须要有合法的授权,二是执行职务的合法,三是执行职务的活动是必要的。单就人工降雨致使财产受损,可以不负赔偿责任。现实生活中,如果人工降雨所造成的财产损害是多种因素复合形成,根据侵权归责原则,另当别论,不能统统列于人工降雨致损的名下,免除不该免除的赔偿责任。

4、关于一般侵权说。一般侵权说的民事责任须具备民事责任的一般构成要件才能成立侵权的民事责任。一般侵权的民事责任适用的是过错责任原则,有过错则有责任,无过错则无责任。在实施人工降雨的过程中,如无过错或过失造成财产损害的,如前所述仍属于职务授权行为。但是,如有过错致使他人财产受到损害,则应按一般侵权承担民事责任,比如超越授权行为、执行职务的程序、方法违法等。

5、关于特殊侵权说(职务侵权)。特殊侵权责任是由法律根据具体的情况确定。我国《民法通则》第121条规定:“国家机关或者国家机关工作人员在执行职务中,侵犯公民、法人的合法权益造成损害的,应当承担民事责任。”职务侵权行为具有行为主体的特定性、行为的特殊性和承担责任范围的限制性(法律上有明确规定才能承担责任)。其归责原则为过错推定责任原则。在实施人工降雨过程中,只要有损害结果的发生,且行为人不能证明自己没有过错,则推定有过错并承担民事责任。但行为人能够充分证明自己无过错,可免除其民事责任。值得一提的是在无过错的前提下免除民事责任后,容易与职务授权行为相混淆,不可再适用其他归责原则。

四、人工降雨损害财产赔偿责任之主

俗话说:“冤有头,债有主”。因人工降雨致使财产受到损害能否获得赔偿,谁应当对人工降雨造成的财产损害承担赔偿责任,根据以上所述,应视具体不同情况区别对待。(本文仅就人工降雨的实施者与受害财产所有者之间的损害行为应当由谁担责作了浅述。现实社会中,人工降雨致使财产受到损害,不排除其它诸多综合因素共同构成侵权,也应根据不同情况分别处理。本文未涉及。)

1、职务授权行为。一般正常情况下,有关部门实施人工降雨都是依职务授权而为,对于在实施人工降雨过程中致使他人的财产受损的,依法不承担民事责任。但是,对于损害的发生,双方当事人均无过错的应当适用公平责任原则,由人工降雨的实施部门对受害人的财产给予适当补偿。

人工降雨的原理和方法篇3

关键词:自动站;记录;人工观测;降水量;误差原因

中图分类号:P332.1 文献标识码:A

1 自动雨量站

自动雨量监测站是用于收集地面降雨信息的自动观测仪器,它可精确的记录每分钟的降水。主要应用于气象、水文、农业和环保等领域。自动雨量监测站是无人全自动雨量记录仪器,它可作为无人职守的可移动式自记站使用。仪器的介绍无线自动雨量站由雨量传感器、传感器一般是翻斗式、雨量微电脑采集器和无线数传模块构成,雨量微电脑采集器显示雨量,实施自动记录、历史数据记录、数据通讯等功能。全球各个地域地区都可以进行雨量监测。

2 自动站记录与人工观测雨量之间的误差分析

2.1 仪器测量原理

自动站雨量传感器的原理雨水由承水的装置汇集到一起,雨水会通过小漏斗以及下端的引流管注入上翻斗,小漏斗一般装有圆护网,当积水在上翻斗达到额定体积值时,翻斗是有一定标注的,为了便于测量体积,雨水流入计量翻斗,上翻斗就会翻倒,当水量承积到一定的降水时,剂量翻斗就会翻倒,计数翻斗翻动一次干簧关节点瞬间闭合一次,送出一个点鹿岛瞳信号,传输到数据采集器。日降水量值得到采集和储存。

2.2 人工观测方法

人工观测比较简单,是每日定时用量杯直接量取雨量筒内的降水量。

2.3 对比分析误差原因

由人工测量的降水量可以看出,优点是方法简单易行,比较直接,在定时观测时间将出水瓶的降水倒入雨量杯中读取数值即可,但人为固然存在着误差,如读数误差、测量误差、测量过程中的操作误差,所选取的时间并不能代表一天24h的平均量,降雨所分布的时间肯定是不均匀的,所选的时间段即使特别具有代表性,也存在着误差,而且这种误差必不可少。这样避免了人为的操作,因为雨量传感器每时每刻都会对降水量进行测量,分辨率高。但即使再高端的仪器也有出问题的情况,有时也会出现意外情况,如果阻碍了水的进出水管道不顺畅,上下翻斗翻转不灵敏,信号在干簧管中慢发或少发,均会影响降水量的计量准确性,造成系统性误差,从而导致雨量测量的误差。

3 具体误差的分析

3.1 观测时间不同

人工每日定时观测降水,天气炎热时,每次当降水停止后都要及时进行观测。当遇到阴雨天气时,不能及时的观测降水的情况,而且夏天气温又高,空气干燥,雨水降落时就会缓慢的蒸发,导致雨水测量值偏小。自动站的雨水数据采集是正点的,人工观测比自动站观测提前了7min。如在早晨的降水强度大,所以日降水量的差异更明显,这种时间差不属于造成自动观测雨量和人工观测雨量的偏差,可在误差分析的原因中,这是客观存在的,即使系统误差可以在一定数值的范围内,但是造成的偏差不容忽视。根据相关的规范规定,由于天气原因,自动站的降水量是不可能每天都准确测量的。

3.2 自动雨量传感器的自身原因

雨量传感器是翻斗翻动产生的脉冲信号而得出的雨量测量数据。翻斗翻动的次数、快慢都是影响降水量测量的重要因素。夏日是雨水丰富的季节,当雨水量大时,我们都学过惯性,正是惯性只与物体的质量有关系,与其速度、大小均无关,同样翻斗是有惯性的,正是因为惯性才会导致翻斗翻转的速度变快。而当翻斗翻转次数多,雨量的测量值就会偏大,当降水强度小时,翻斗翻动的速度就会减缓一些,因为雨量小时,翻斗会聚集相对多一些的水分,反转的速度次数都会慢,造成雨水测量值偏小。降水强度大雨量差值大,雨量强度减弱。如果测量的仪器安装不好,也是导致测量降雨量有偏差的一个原因。

3.3 自然因素造成的差异

我国南北方的气候有着较大的差异,在北方的4月份和10月份容易出现雨夹雪的天气,在7、8月份有冰雹的天气,9月份还会出现连续阴雨夹带着冰粒的天气。值得注意的是其滤网、小圆护网、漏斗、引流管和翻斗及一些盛水引水装置的通道容易阻塞,造成观测记录完全不准确或缺测,如雨夹雪又转变成雪的过程中,测量值延后的现象也时有发生。在这种特殊的情况下只能启动人工观测降水,由此可见,仪器在恶劣天气的条件下罢工时,需要人工观测降水与之配合。

3.4 定期维护而造成的测量差异

仪器应该至少每月定期检查1次,定期清除过滤网上的尘埃等脏物,特别注意的是一定要保证节流管的畅通,在少雨或无雨的季节,可以把承接降水的装置盖上盖子,但在雨季来临时马上打开。过滤用具小圆护网网眼很细,如不及时地维修和来不及维护,灰尘易积聚在盛水装置的周围,造成堵塞。同时,不定期的检查和维护仪器会使雨量的测量失真,上翻斗、下翻斗和干簧管都有可能造成损坏,承接的滤网更有可能被砸坏,若不及时地更换或修补,雨量站测量结果的误差还会更大。

3.5 外界因素的影响

风会影响雨量的测量。在安置雨量器时是选择高出地平面的位置,以便更容易收集降水。承水器口四周若没有安装标准雨量器防溅雨栅格,由于风的绕溜作用导致雨量器筒口上方出现上升气流,致使降水量偏低,产生误差。在不稳定的天气下,当风速较大、风向变化快时,雨量器上方的气流扰动时雨滴落入筒口不均匀,由此产生误差。

4 结语

人工降雨的原理和方法篇4

【关键词】自动气象站;人工站;仪器维护]

中图分类号: P415.1+2 文献标识码: A 文章编号:

随着社会不断发展,我国气象部门开始投入使用遥控观测自动站,陆地上在进行气象观测的时候已经慢慢的由人工观测的方法向自动化观测发展,但是通过观察发现,自动气象观测站降水量的数据和人工气象观测站降水量的数据存在着一定的差距。本文多方面分析这些数据的差据及出现这种情况可能的原因。

1分析存在差异的原因

1.1自动站和人工站的工作原理、性能的差别

1.1.1自动气象站仪器的机构与测量方法

自动气象站测量降雨量的仪器是由计量翻斗、上翻斗、计数翻斗、汇集漏斗、干簧管和承水口等组成。承水口通过漏斗使收集的雨水流进仪器的上翻斗,当收集的雨水达到一定程度时,翻斗将会受到水重力的影响翻转,水就流进聚集漏斗。收集的雨水从聚集漏斗流进计量液体流量的漏斗时,就分别把强度不同的雨水,调成比较相同的强度,使降水量不相同而造成自动站在观测降雨量时所产生的误差降到最小。如果测量雨水量的翻斗接受降水量为0.2mm,计数翻斗接住测量雨水量翻斗里的自然降水,使计数翻斗测量的数据发生变化。计数翻斗在数据发生变化时翻斗的铝镍钴合金会对舌簧管进行扫描,舌簧管会因获得磁性而关闭。所以,每次翻斗接受的降雨到达0.2mm时,就会发出一个舍簧管开关的信号,汇集漏斗就会接到计量翻斗带来的信号,储存0.2mm的降雨量。

1.1.2人工观测站仪器的机构与测量方法

人工气象站测量降雨量仪器的结构非常简单,仪器是由专门收集降水专门的器具雨量杯和雨量筒组成的,它包含了外筒、储水瓶和承水器。这种仪器主要是在规定的时间内或其他时间直接测量降水量。

通过观察自动气象站与人工气象站的方法来看,自动气象站是没有人为测量的误差,在观测降水量的时候是一个持续的过程,翻斗的误差会在观测降雨量时造成数据的差距,降雨量强的时候会影响翻斗计数的准确值。降雨量越大的时候,计数翻斗转得越快,使原来在翻斗器中的水来不及处理干净就继续转成收集降水的状态,这样就会造成每次都有一点水的情况存在,让翻斗在进行下一次收集降水量的时候没有达到0.2mm就进行翻转,周而复始,自动气象站在观测降雨量时就形成了偏差,造成数据不准确[1]。而人工气象站站在进行降雨量测量时仅仅是通过取几次水来测量得出的数据,当降水时间较长、强度比较大的时候,取水量的次数越多越会影响人工气象站检测出来的数据和实际降水量的数据。

1.2采集降雨量时空间、时间的差异

自动气象站与人工气象站还会因为检测降水的空间、时间不同而存在差异,从观测时间发现,自动气象站在观测降雨量时候的时间点是在降雨时的正点,这个时间从来没有改变过,而人工气象站在观测降雨量的时候则是在自动站取水的前15分钟,两站观测降雨量相差的时间相差了15分钟,所以使自动气象站与人工气象站在同一时间里观测出来的数据有了偏差,在两站观测降雨量的时间,数据的偏差会随着降雨量的强度变化。从观测空间发现,自动气象站的仪器的安装、要求和人工气象站基本相同,但仪器安装的位置、地点都相差6米,由于在某些天气影响下,降雨的强度在每个空间是不一样的,因此自动站和人工站在相同时间内但是地方不同所观测到的降雨量数据有偏差。

1.3不当的操作行为引起误差

自动气象站的仪器在一段时间的使用后,如果没有及时检查和维护,会造成仪器取水不通畅、漏斗堵塞或不灵敏,而人工站观测人员在观测降水量的时候,会经常有习惯性的操作错误[2]。例如:(1)观测人员在降雨量相比平时来说较弱的时候会使用计数保留的方法来读数,造成降雨量偏大。(2)观测人员在观测降雨量时会因视线误差而读数错误。(3)为了能使数据更加准确,人工站取水的雨量杯刻度相对来说比较密集,观测人在读数时,经常会有读数错误的情况发生。

2仪器的检查及其维护方法

2.1舌簧管及基点位置的检查及维护

仪器在使用相应的时候后,如果在24小时内降水量达到30mm~50mm时要做仪器精确度的比较,当精确度的误差超过5%时,第一要观察在采集降水量的时间内仪器是不是在正常工作,漏斗上面是否已经被堵塞,舌簧管的开关信号是否正常发送等[3]。

舌簧管的开关信号是否正常发送,可以通过复用表来验测。验测时先把观测降雨量仪器的外罩打开,将复用的调到测量电阻所对应的档位,两个连接导线的柱子分别用两只电笔接着,同一时间内去翻转仪器的计数翻斗,复用表的电流应随着计数翻斗每一次的翻转而有变化。如果验测发现舌簧管的零件损坏,使开关信号没有得到正常发送,引起观测降雨量时产生误差。解决方法就是更换新的舌簧管。(2)如果经验测发现造成观测数据误差的原因是因为基点位置错误,应该调整基点。调整基点的方法:把计量翻斗的止头螺丝扭动,平均扭动每个止头螺丝,可以改变仪器测量的数据,如果把止头螺丝往外面扭动2圈,数据相减得到的值能够增加8%,如果往里扭动止头螺丝2圈,数据相减得到的值就会减少8%,调整基点应数据差异的具体情况来进行调整。为了使位置调得更加准确,在把止头螺丝的螺帽卸下前,要把位置的记号记在止头螺丝的螺帽上面,调整完毕后,把螺帽拧紧。

2.2计量翻斗保养不及时的处理方法

计量翻斗时在机械部分中的一部分,常常会因保养不及时而降低观测的灵敏度,因此每个月都要在固定的时间里用干净的水清洗宝石铀承和翻斗轴。如果发现仪器有堵塞的现象,应把宝石铀承换成新的,如翻斗轴颈发生破损现象时,也应更换新的。每个月在固定的时间内,清扫过滤网上面的灰尘、沙子及其他杂物,以免仪器的管道堵塞,要格外的关注节流管的通畅。

2.3避免出现人工观测误差

人工气象站的观测人员要规范操作,工作态度要认真、仔细,将读数、视线的误差降到最低。如果观测降雨量时间过长,温度比较高,降水量较小的时候,可以在观测降雨量的时间内根据情况增加次数,减小雨水蒸发的情况发生。观测人员在进行降雨量观测的时间里,其操作过程应该要做到全、准、快。尽快的取出雨量筒的水,避免雨水流失。

4结语

因此,多方面的原因会影响自动观测站与人工观测站调查降雨量数据的差距,在平常的工作中,必须按照相关的要求检查、维护仪器,了解工作仪器的主要工作原理及其性能,如果仪器维护工作做得不到位的话,观测降雨量空间、时间不相同、降雨量不均匀等原因,必然会影响数据的真实性。如果经对比发现,自动观测站调查出的降雨量和自动观测站调查出的降雨量相差太远的时候,要检查自动观测站与人工观测站的工作操作过程是否影响了降雨量数据错误,一般情况下,如果人工观测站观测出来的降雨量和降水蒸发、记录的降雨量相差并不是很大并且保证此数据分析正确,人工观测站观测出来的降雨量值是可用的。但是如果自动站与人工站两者之间调查的数据不超过3%,此份数据便属于正常数据。所以,自动站与人工站的工作人员要增强自身的业务水平,对降雨量造成偏差过大的原因进行仔细分析,要认真总结、积累经验,维护仪器也是工作中很重要的一部分,要尽可能的降低自动站与人工站观测数据的偏差,获得更加正确的气象资料。

【参考文献】

[1]王继凤,乌兰图雅,程伟,吴北方,尹英汉,皮艳萍.自动站记录与人工测雨量测量误差原因分析[J],现代农业科技.2011,18(2):198-199.

[2]曹春荣.自动站与人工站观测降水量的差异对比分析[J],安徽农业科学.2010,32(21):58-59.

人工降雨的原理和方法篇5

关键词:降雨频率 适线法 缺水年 模糊优先比

中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)011-128-02

1 降雨经验频率原理

(1)根据实际测量降雨量样本数据,将降雨量数据降序排列。

(2)计算经验频率。

经验频率(经验频率Pm)公式为:

式中:n为降雨量的总年数,x1,x2,…,xn为降序排列的降雨量,m为序号。

2 绘制皮尔逊Ⅲ(PIII)型频率曲线

水文方面,一般用皮尔逊Ⅲ(PIII)型的方法。

(1)由30年的降雨资料算的平均年降雨量x。

(2)计算莫比系数Ki。

(3)计算经验频率Pm。

(4)计算参数变差系数Cv。

(5)计算偏态系数Cs。

(6)计算理论频率值X(P)。

(7)用理论频率值和经验频率值画出降雨频率曲线,此法称为适线法。如果曲线大体一致,则可根据经验频率值确定出缺水年、丰水年和平水年。累计频率小于25%是降雨量丰富的年份,称为丰水年;累计频率大于75%是降雨量很小的年份,称为枯水年;累计频率大于25%小于75%是降雨量一般的年份,称为平水年。

3 基于多因素权值的模糊优先比原理

3.1 模糊相似优先比的原理

对于一批事件与特定的时间比较,如果每个时间有多个元素组成,则每个时间的每个元素都可以得到一个序数,然后将每一时间的各个元素数相加,序数和最小的事件和特定样本最相似。对于一个含有多个元素样本,每个元素与特定样本uk都会有一个序数,而现实中样本的多个元素之间有主次之分,所以需要衡量一下各元素的权值,这样才会获得比较满意的效果。

3.2 权值的确定

若有n个观察结果,可以根据观测数据,利用回归分析算的线性回归方程:

要是量纲有差别,则不能直接用回归系数大小来评价自变量xi对因变量y的贡献程度,需要化成标准系数,方法如下:

式中:

3.3 多因素相似优先比权值的计算

设Nik表示第i个样本,第k个元素的优先比序数,则第i个样本的加权序数和为:

获得加权序数后排序,值越小与特定样本的相似程度也高。

4 例证分析选择鄱阳湖灌区降雨代表年

4.1 降雨频率分析

如图1所示理论频率和经验频率一致,所以根据、降水累积频率可知:

丰水年为别为:1993、1995、1998、1999、2002、2005、2010。

平水年分别为:1982、1983、1984、1985、1987、1989、1992、1994、1996、1997、2000、 2001、2004、2006、2008。

缺水年分别为:1986、1988、1990、1991、2003、2007、2009、2011。

4.2 相似比的计算及其矩阵的建立

以鄱阳湖灌区1982~2011年30年的实测降雨资料为样本,特定样本为缺水年总降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值,共有3相似因子,分别建立缺水年总降雨量的均值、早稻生育期降雨量均值、早稻生育期降雨量均值的优先比矩阵。其中缺水年总降雨量的均值的优先比矩阵如表1。

4.3 权值的确定

对数据进行回归分析,以年份作为因变量,其他因素作为自变量,得到回归方程:y=1.8767x1-5.2069x2+8.3851x3 (7)

4.4 相似性综合评价-代表年选择

缺水年的相似优先序列见表2,次序最小值为代表年,即2009年。

5 结论

本文采用P-Ⅲ型无偏频率公式对降雨数据进行频率分析,并对频率进行降幂的排列,并用适线法作图,得出丰水年、平水年和枯水年。根据模糊优先比原理确定缺水期的代表年,此方法解决了而现实中样本的多个元素之间有主次之分,对各元素的付权值,这样才会获得比较满意的效果。根据模糊优先比原理确定缺水期的代表年,从而对于缺水年的其他方面的研究提供依据。

参考文献:

[1] 郭天翔,刘红.利用Excel绘制PIII型频率曲线[J].治淮,2010(3).

[2] 段爱旺,孙景生.北方地区主要农作物灌溉用水定额[M].北京:中国农业科学技术出版,2004.

[3] 水利部长江水利委员会水文局,水利部南京水文水资源研究所.水利水电工程设计洪水计算手册[M].北京:水利电力出版社,1995:39-110.

[4] 叶飞跃,傅景海.一种模糊分析的新方法[J].化工矿山技术报,1996,25(2).

[5] 袁志发,周静芋.多元统计分析[M].北京:科学出版社,2006.

[6] 何晓群.多元统计分析[M].北京:中国人民大学出版,2008.

人工降雨的原理和方法篇6

探秘人工降雨的魔法

《西游记》里,东海龙王张开龙嘴,顿时乌云翻滚,大雨倾盆。这可不是人工降雨,这是神话。自然的降雨(降雪)是水蒸气受冷凝结而形成的,而真正的人工降雨(降雪)是人们根据一定区域内大气的温度、湿度、云、风等的变化,向云里喷洒制冷剂,让天空中的水蒸气迅速凝结成水滴,使云层中的小水点增多、变大,从而形成降雨或降雪。其实,这项工作就是一项管理天气的工作,气象专家解释说:“我们用一些技术去管理云层间的水,让它发生变化,凝结或者升华。简单地说,就是在云间播种,通过在云层间播撒不同催化剂的方式来收获我们想要的天气。”

看来,要人工降雨必须要在“云间播种”,而制冷催化剂就是降雨所需要的“种子”。我们现在所使用的“种子”一般是碘化银催化剂。碘化银只要受热就会在空气中形成数以亿计的碘化银粒子,它们非常小,成百上千个碘化银粒子聚在一起才有头发丝那么粗。因此,我们才选择它担当人工降雨的重任。

要把碘化银“种子”播撒在云层间,可以使用空中作业和地面作业两种办法。空中作业就是用气象飞机在云中播撒碘化银,气象飞机的好处在于能够更好地掌控云层的变化,把握投放催化剂的最好时机。地面作业就是利用高炮、火箭从地面上发射碘化银炮弹,炮弹在云层中爆炸,碘化银也就播撒到了云层中。碘化银微粒会随气流运动进入云中,在冷云中产生无数个冰晶,然后再借助一定的气象条件,就能使降雨产生或使雨量加大。当然,在云层中播撒“种子”,必须选择云层富含水汽的情况,如果水汽不足,“种子”发不了芽,也就不会形成降水。

原来魔法的奥秘在此啊!你也跃跃欲试?绝对不行,人工降雨必须经过一定的审批程序并由有关部门来实施。

魔法的发现之路

如果从人类影响天气的想法算起,神话传说中的呼风唤雨应该可以说是人工降雨的最初幻想了。把这种幻想付诸实践要从19世纪末说起:1890年,美国国会曾拨款支持科学家利用火炮、火箭和气球在云中进行催云造雨实验;1918年,法国科学家把装满制冷物质的炮弹发射到空中,试图造雨;1921年,美国科学家又用飞机向云层播撒带电物质,设法促使云层碰撞降雨。不过,这些人工造雨的实验最终都以失败而告终。

然而,人类探寻自然奥秘的脚步并不会停止。二战期间,一个偶然的机会促使科学家欧文・兰米尔博士和谢弗尔决心把雨雪形成的原因弄清楚。战后,他们利用一些奇特的装置开始实验。1946年7月的一天,天气异常炎热,由于实验装置出了故障,装有人工云的类似电冰箱的装置里的温度一直降不下来,他们只好用固态二氧化碳(干冰)来降温。当他们把一块干冰放进制冷装置里,奇迹出现了――水蒸气立即变成了许多小冰粒,在冰箱里盘旋飞舞,人工云化为了片片雪花。这一奇特现象令他们兴奋不已,他们商定要在空中试试。于是,1948年11月的一天,天气很冷,谢弗尔驾驶着一架飞机,在云层上方撒下大量干冰。留在地面观察的欧文博士看见雪花纷纷扬扬从天而降,这些雪花落在他脸上,化成了水滴。他们成功实现了用干冰进行人工造雪,将“呼风唤雨”的古老神话变成了现实。人们兴奋地把这一实验称为“给云层播种”。

从此以后,世界很多国家尤其是一些农业大国和缺水的国家纷纷对以增雨、增雪和消除冰雹为主要目的的人工影响天气作业增加投入。

魔法并不能创造天气

人工降雨的魔法也只是根据科学原理,基于自然规律对天气现象的利用而已,人类并不能够违背自然规律创造天气。以人工降雨为代表的人工影响天气技术实际上就是管理天气的工作,它只有在接近自然的、正常的条件时,并且有合适的云来供催化时,催化剂才能起作用。人类不仅不能创造天气,而且连云也创造不出来,在干旱的条件下,大气条件不允许的时候,使用催化剂催化云来降雨也是困难的。所以,魔法并不是万能的,尊重规律、爱护地球才是人类的最大福音。

人工降雨的原理和方法篇7

关键词自动气象站;雨量;数据异常;处理方法

中图分类号 p415.12 文献标识码b文章编号 1007-5739(2010)01-0294-01

自动气象站单轨运行之后,各个气象要素数据异常的处理有不同的方法,比如本站气压、海平面气压、温度、相对湿度可内插也可用人工观测的数据代替,风向风速异常只能用人工观测数据代替,而不能内插等[1]。而雨量数据异常的处理相对其他气象要素来说比较特殊,既有无降水时段又有有降水时段这2种情况,且雨量数据不能内插,记录时小时雨量的处理与分钟雨量的处理也有差别。《地面气象观测规范》技术问题综合解答第1号文件第10条对自动站降水记录不正常,分钟、小时降水量如何进行处理有几点说明[2],现将笔者在工作中遇到的异常情况,结合第1号文件中的说明,提出采取的处理方法[3,4],与大家共同交流学习。

1无降水现象时出现野值的处理

当无降水天气现象时,无论什么原因造成自动气象站雨量数据有记录的,都应该于整点后数据上传之前及时删除该时段内的全部分钟和小时的雨量数据。

此种情况只需在值班日记中说明,报表不需备注,如以下几种情况。

(1)人工调试自动站雨传感器时所加注入的水量。

(2)当纯雾、露、霜、冰针、雾凇、吹雪造成自动站雨量有记录的。Www.lw881.com

(3)如果不是人为以及自然因素原因造成野值的,应及时找出原因并设法排除,以免以后再出现类似情况。

2有降水现象时雨量数据异常的处理

2.1雨量传感器故障或漏斗堵塞

由于自动站雨量传感器故障或者漏斗堵塞等原因,造成自动站雨量数据异常的,按以下几种方法处理。

(1)若自动站记录的过程总降水量与人工雨量筒观测的降水量的差值百分率与其他正常时相当,则按正常处理。该情况在备注栏中说明,值班日记最好也备注说明。

备注:某时至某时自动站雨传感器故障(漏斗堵塞),某时某分故障排除(漏斗疏导通),考虑对总降水量影响不大,故小时雨量按正常处理,j文件分钟数据保留。

如东兴市气象站9月16日4~5时自动站雨量传感器堵塞,4时57分疏导通,因对总降水量影响不大,因此按正常处理,分钟数据保留。但是审核该月j文件时提示(如图1):5时分钟合计与对应a文件正点值不一致。经过查询aws_59626_20090916.rtd文件得知,原来4时57分疏导通之后,由于雨量比较大,从57~59分翻斗记录的雨量值分别为3.9、11.2、9.8mm。但地面测报业务软件中设置雨量分钟数据占2位,也就是说当分钟降水量≥9.9mm时,只记录9.9,所以58分也只记录了9.9mm。因此,造成了分钟雨量合计值与小时雨量不一致的现象。当时分析认为57~59分雨量值比较大,以后肯定会影响到年报表最大降水量的挑取,所以把4~5时的分钟数据作缺测处理。但经过咨询审核科的专家们的一致审核,他们认为处理方法应该为:把分钟数据保留,用11.2-9.9=1.3这个余额量加到后面一分钟,但由于后面一分钟已达到9.8,所以加到前面一分钟,即第57分钟就变成5.2,即1.3+3.9=5.2。之后再重新做b文件a(j)文件。作为原始记录,j文件分钟数据可以保留,当对年报表15个时段年最大降水量及开始时间的挑取有影响时,在作年报表时该时次的j文件分钟数据暂时作缺测处理。

(2)若自动站记录的过程降水量与人工雨量筒观测的降水量有明显偏差时(如偏大或偏小),则用虹吸雨量计记录代替该时段的小时降水量,分钟降水量作缺测处理。该情况在备注栏中注明。值班日记最好也备注说明。备注:某时至某时因自动站雨量传感器故障(堵塞),某时某分故障排除(疏导通),因对总降水量有影响,故该时次小时雨量用虹吸雨量计记录代替,分钟降水量作缺测处理。

(3)有降水现象,因自动站雨量传感器故障,偶有某1min雨量数据缺测,造成分钟合计与小时雨量不一致,若过程降水量与人工雨量筒观测的降水量偏差不大时,则该小

时雨量保留,分钟雨量作缺测处理。

备注:某时因自动站雨量传感器故障,某分钟雨量值缺测,但对总降水量无影响,故小时雨量按正常处理,分钟雨量作缺测处理。

若过程降水量与人工雨量筒观测的降水量偏差较大时,则该小时雨量用虹吸雨量计记录代替,分钟雨量作缺测处理。

备注:某时因自动站雨量传感器故障,考虑到对总降水量有影响,故该小时雨量用虹吸雨量计记录代替,分钟雨量作缺测处理。

2.2雨量滞后问题

降水停止之后1~2h内的雨量,如果判定为滞后降水的,则加到降水停止时的那1min。该情况应在备注栏注明。如果判定为野值的,则删除该雨量数据。

3结语

对于自动站雨量数据异常的处理,如果过程降水量与人工雨量筒观测的降水量差值不大,即当总降水量≤10.0mm时,两者差值≤0.4mm;当总降水量>10.0mm时,两者差值 <4%时,可按正常处理。分钟雨量影响到年报表最大降水量挑取的,作报表时可暂时作缺测处理。当两者差值较大时,小时降水量尽可能用虹吸雨量计记录代替,分钟雨量可作缺测。

整理

4参考文献

人工降雨的原理和方法篇8

关键词:现代城市;排水规划;防涝对策

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:16723198(2015)13018702

每个城市的排水系统是预防暴雨洪涝灾害的基本设施,能够及时有效的排放处理雨水,防止城市交通造成瘫痪和财产等损失,是城市正常运行的保障。但是,随着近几年我国城镇化步伐的不断加快,排水系统却未能有相应的更新升级,因此,就是北京、重庆等发达城市也屡屡发生洪涝灾害,造成了巨大的损失。相对于欧美发达国家的排水系统,我国城市的排水仍存在很大的问题,特别是应对特大暴雨突降带来的洪涝灾害,几乎每年都有一些城市因暴雨造成损失。

1太原排水基本情况概述

太原地处山西省的中央,是盆地地形,东部、西部和北部三面环山,只有中南部为河谷平原。黄河的第二大支流汾河是太原的母亲河,横穿太原市境内自北向南,流经长度约有100公里,流经区域约7000平方公里。因为太原呈现簸箕形的地貌特征,太原的气候属于北温带大陆性气候,夏季炎热多雨,冬季干燥寒冷。据有关数据统计,太原年平均降雨量约为467mm,其中最大降雨量的年份是1964年,降雨量为695mm,降雨量最大的区域是古交市与万柏林区交界处,约为703mm。并且,太原市的降雨基本集中于6到9月,占全年降水量的80%,而7月和8月两个月的降雨量占比超过全年降雨量的50%。太原发生洪涝灾害的部分统计数据如下:

1996年8月4日,太原突降特大暴雨,导致虎峪河水位骤涨,冲垮了河坝,淹没了迎泽大街,造成的直接经济损失多达2.86亿元。

2008年6月28日,由于突降暴雨,排水系统不畅通致使积水过深,万柏林区瓦流路地段两名女子不慎被地面湍急的洪水冲入下水道卷走。可怕的暴雨夺去两条年轻的生命,让更多的政府人员开始反思排水系统的问题。

2009年7月17日,又是暴雨突降,太原新建路、南内环街、迎泽大街等主干道的部分路段积水漫过了行人的膝盖,多辆行驶中的公交车瘫痪在积水中,严重影响到了市民的出行,甚至威胁到被困行人的人身安全。

同样,2011年至2014年,均有一些路段因暴雨造成交通瘫痪的情形发生。

可见,尽管太原市投入排水系统改造维护的费用逐年增加,但形势依旧严峻,需要不断提升城市排水能力。

2城市排水防涝面临的挑战

2.1极端天气频发引发降雨量骤增

随着全球变暖的普遍影响和城市规模扩大带来的人员密度加大引发了活动更加频繁等多方面的因素,城市热岛效应明显,使得有利于降雨的条件成熟,许多无法预测控制的特大暴雨极端天气频频出现,历时很短的强降雨天气带来了排水系统承受着巨大的压力。比如,2012年7月第一周就发生了三次强降雨,最大的一次降雨发生在7月4日中午。暴雨袭击一个多小时之后,太原市尖草坪立交桥下、迎春街铁道桥下,积水深达100公分,就连新建路市委东门口等路段,积水也深达30到50公分不等。并且,因为暴雨引发了部分区域停电,同时造成了停水等连锁反应。

2.2排水系统的软肋加剧了洪涝灾害

首先,井篦子的堵塞是下水不畅的直接障碍。由于疏于管理和惩罚制度的漏洞,很多沿街经营商铺将杂物、垃圾和泔水等倒入下水道,堵塞了井篦子,严重影响到了下水道的排水功能。根据一位基层道排所的所长的介绍,正常情况下,一个下水井篦子的进水口能在一秒钟时间之内排掉10立方米的水量,但是有杂物堵塞,不仅影响水的流量,更为关键的是影响水的流速,这样就只能排掉5立方米的水量,甚至会更少。

其次,下水管道直径口细径小,对雨水的消化能力不够强。目前,太原旧城区的改造较为缓慢,即使有的道路进行了更新,但排水系统却未能同步得到改造。比如,小东门、五一路等道路,排水管道的直径不到30厘米,几乎还是上世纪五六十年代的水平,根本无法满足城市强降雨的要求。再者太原市很多下水管道没有达到雨污分流的设计标准,雨水和污水共用一条管道,一旦遇到暴雨,排水压力剧增。地下管道长度不够也是制约排水能力的一大障碍,太原市的排水管道长度总共只有780公里,一旦遭遇强降雨,降水量达到40mm以上,街道退水的速度就会明显的放缓,造成积水增加严重。

再次,地下方涵直径有限。汇入各条道路下水井室的积水,通过下水管道,一般进入比较大的地下雨水方涵。但是,太原市的雨水方涵容量不够大,还存在垃圾堵塞的问题,造成了排水能力下降。

最后,河道、渠道的淤泥沉积严重,导致排水量减少,水位上升,引发洪涝的几率增加。比如,上文提到的虎峪河水流冲击迎泽大街,与河道的设问题有着直接的关系。太原市河道、渠道共有80多条,总长度1460公里,但由于严重积淤,造成了很大的隐患。另外,人为的活动占用河道区域,也为防涝工作造成了极大的障碍,

2.3下穿式立交和地下空间成为新的防涝区

上文提到的迎春街铁道桥下和尖草坪立交桥下,一旦遇到暴雨来临,总是积水较深的地方。近几年,太原市道路改造升级,修建的立交桥和下穿式道路,都应当作为防涝的重要部位。并且,很多地下空间一旦进入雨水,只能通过机械设备强制性抽水,需要配备完善的抽水机泵等设施。比如,2012年7月21日北京的强降雨,造成洪涝灾害,其中最重要的原因就是立交泵站排水能力不足,不能满足需求。

目前,太原市的道路立交、地下停车场的开发呈增长的态势,应当引起排水管理部门的重视,加强管理。

3对策分析

排水防洪防涝工程是一项系统的工程,需要从规划设计、实际地域要求、施工维护等多个方面进行统一的运筹。其中,特大暴雨的监测预警、适时的事前准备防护、重点区域的特别防范、科学有效的调度以及必要资金的投入等,都是必不可少的。排水防洪防涝工程也是一项长期而艰巨的工程,需要不断持续的投入进行更新升级,才能标本兼治,做到长久保障城市各项事宜的正常运行。

3.1提高排水防涝的标准

首先,使用新的降雨强度衡量标准,按照地区的差异,统一计算口径,制定不同的防涝措施和手段。新建道路、新修桥梁等要严格按照国家标准进行设计施工。对旧城区可以进行更新改造的排水系统,也要严格按照设计施工标准进行。

其次,开展排水规划修编。在实际工作中,要结合降雨强度计算方法、设计施工规范和标准等资料,充分考虑太原的地形、气候、人口以及未来的发展规模等因素,适当提高城市的排水标准,形成布局规划符合实际、体系完善、排放畅通、能够有效预防洪涝的排水系统。真正做到,正常降雨道路无积水、短时暴雨道路不淹没、特大暴雨交通不瘫痪。

3.2建设完善城市排水系统

首先,在工程体系方面,主要应当实施六大工程:第一,针对防洪河堤做到工程达标,定期清理沉积淤泥,对沿河地段的低标准河堤进行改造加固,达到100年一遇的标准;第二,实施城市外排工程,真正做到排水畅通,将雨水有效的排放到汾河,保证汾河的畅通,使得雨水入河为安;第三,实施六城区低洼、立交桥下等治理工程,消除低洼、立交桥的积水隐患;第四,实施城市排水泵站的双电源工程,切实确保排水的有效;第五,实施城区河道和下水管网的综合治理,加大监督力度,提升调蓄引排能力;第六,改造雨水排水管道,达到国家标准,新城区建设采用雨污分流。

其次,在非工程体系方面,实施旧城区河网自流工程,进一步打通龙潭公园、饮马河公园、迎泽公园以及汾河公园之间水系的流通,形成活水,增强降雨水量增大时的蓄水调节能力。

3.3完善排水防涝运行管理

首先,完善长效监督管理机制。排水系统设施的完善和设计施工达标是一个方面,而后期的适时维护则是另外的一个重要方面,进一步明确责任分工,积极将市一级排水管理部门、区一级排水管理部门以及街道办和社区的职能调动起来,分工协作,各负其责,形成规范的排水管网养护办法。

其次,强化应急管理。制定切合实际而完备的应急预案,并定期进行模拟演练,保证做到特大暴雨来临之时,能够做到临危不乱,应对有方,及时消除隐患和危险。

再次,注重能力建设。政府应当加大排水工程的投入,保证各项资金物资的及时到位。加强专业人员的综合素质培养,建立专业化的应急抢险队伍。对低洼和立交桥等特殊地段进行设施升级改造,保障积水的及时排出。

4结论

随着我国城镇化建设步伐的不断加快,加强城市基础设施建设,特别是排水系统的升级更新,对于构建四位一体的和谐文明城市有着重大的意义,在城市环境保障和经济可持续发展中,具有至关重要的作用。

参考文献

[1]沈海滨,赵华菁.苏州城市排水防涝对策探讨[J].中国水利,2013,(17).

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