導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇人工降雨的影響，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A

不同的天氣系統可導致不同的云系和降水天氣的產生，根據不同影響系統下云系部位的水汽分布、動力場及熱力場等特征，可分析出降水有利區域和人工影響天氣適宜作業區，為獲取精細化天氣預報和確定人工增雨潛勢條件提供充分的參考依據。浚縣位于河南省北部，地處太行山與華山平原過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，由于河南為南北氣候過渡地帶，因此浚縣天氣系統活躍，氣象災害頻發，其中旱、澇災害交替發生，水已經成為制約浚縣糧食生產的瓶頸。鶴壁市積極推進全市標準化人工增雨（防雹）炮戰建設，按照統一安排部署，到2015年底浚縣應完成8個標準化人工增雨（防雹）炮戰的建設任務，與其他縣（區）共同構建覆蓋全市的人工增雨（防雹）作業網。干旱的春、秋兩季受多種天氣系統影響，極易形成結構復雜的混合性云系和降水。本文總結了浚縣春、秋季降水天氣系統，探討適合開展人工增雨作業的天氣系統條件以及人工增雨作業條件選擇，為今后開展人工增雨天氣預測和實施作業積累基礎資料。

1 不同天氣系統下的降水特征分析

1.1 低槽型

低槽型降水天氣系統雨區后界常位于700hPa槽線位置，通常表現為降水區隨低槽自西向東移動而移動，然后由河南西部開始影響至浚縣；此類天氣系統形成的降水多持續在36h以內，若受到西風帶上游低槽補充東移影響時，降水時間會持續36h以上；低槽型降水強度以地面倒槽型降水最強，而西路冷鋒型降水僅以小雨為主。

1.2 低槽-切變型

低槽-切變型天氣系統為切變與低槽或高空低渦與渦前切變的共同作用下的較為復雜的影像系統，該系統通常長時間穩定維持；700hPa受切變影響，同時后上游出現東移低槽，上游低槽即攜帶冷空氣自西路源源不斷地補充到地面影響系統，降水加強。低槽-切變型天氣系統往往為浚縣帶來小到中雨降水，由于受地面暖倒槽影響，首先出現暖區對流性降水，而后因西風槽引導冷空氣的加入，致使大氣層結的不穩定性加強，特別是在地面形成氣旋波動時，進一步促進動力輻合的發展，雨強增大，因此地面倒槽型降水強度要大于中、東路冷鋒型。該系統造成的降水一般持續時間偏長，當500hPa高空存在多個短波槽不斷東移時，低槽-切變型控制下的降水最長可持續100h以上；此系統降水區通常最初形成于切變線或高空渦前氣旋性彎曲附近，隨后自西南向東北向發展，并與上游槽前東移降水區合并進一步擴展。

1.3 高空切變型

高空切變型天氣系統下的倒槽型降水極易產生局地性強雨團，出現小到中雨、局部大雨降水過程，其降水強度稍高于高后型降水，高后型降水范圍小、降水弱，降雨量通常低于5mm。高空切變型降水區一般在切變線一帶形成，較強降水區位于700hPa-850hPa切變之間；降水持續時間約為12-48h，以倒槽型降水維持時間較長，當切變轉變為東北-西南向的冷切東或消失后，降水也隨之移出浚縣或減弱直至消失。

2 不同天氣系統對開展人工增雨作業的影響

人工增雨作業就是在有利的天氣條件下，抓住有利時機進行實時人工催化作業，爭取使影響降水的云系降下更多的雨水緩解地面干旱問題。根據影響浚縣春、秋季節的不同天氣系統下的降水特征分析，可將其概括為低槽-中、東路冷風型、低槽-西路冷鋒型、低槽-地面倒槽型、低槽-切變=地面倒槽型、低槽-切變-中、東路冷鋒型、切變-高后型、切變-地面倒槽型、西南氣流-高后型及西南氣流-中、東路冷鋒型9類天氣系統類型，其中以低槽-地面倒槽型、低槽-中、東路冷鋒型、低槽-切變-地面倒槽型、低槽-切變-中、東路冷鋒型4類天氣系統下的自然降水較為明顯，可作為浚縣春、秋季開展人工增雨作業的有利降水天氣系統。

3 人工增雨作業條件選擇

在人工增雨作業中，掌握適宜的催化時機、使用合理的催化作業方法是人工增雨作業成功實施的關鍵，而準確預測降水天氣系統發展演變是開展人工增雨作業的基礎，作業區上空具有豐富水汽含量的積狀云、云層深厚、云系移動速度緩慢是人工增雨作業最理想的降水天氣系統。

3.1 作業部位選擇

通常根據積層混合云中較穩定的層狀云部位采用飛機撒播催化劑進行人工增雨作業。當多普勒雷達降水回波PPI上出現長時間維持的大范圍均勻片狀回波且其邊緣模糊、強度低于40dHz時，一般可判斷此類雷達回波將帶來小到中雨、中到大雨降水過程，然后通過雷達探測資料選擇云層中上部進行催化劑撒播。采用火箭、高炮開展人工增雨作業時，則是對不穩定積狀云部位實施撒播催化作用。

3.2 不穩定天氣和云層的判斷

由機自身安全性等特點，其人工增雨作業表現出范圍廣、時間長和較高的高度等優勢，但其本身又有一定的局限性，不適宜在不穩定的降水天氣系統下開展增雨作業，因此，對于不穩定的天氣系統條件只能依靠高炮和火箭來完成作業，同時要準確預測不穩定云層的發生發展，充分把握實施人工增雨作業的有利時機和部位，實現有效人工降雨。在雷達監測過程中，當出現35dHz的雷達回波時，可判斷該回波屬不穩定降水回波，同時在逆風區、氣旋、急流、輻合線等配合下，這種對流性強降水回波急流范圍較大，應針對該回波中急流影響的區域內進行高炮或火箭人工增雨作業。

參考文獻

篇2

《西游記》里，東海龍王張開龍嘴，頓時烏云翻滾，大雨傾盆。這可不是人工降雨，這是神話。自然的降雨（降雪）是水蒸氣受冷凝結而形成的，而真正的人工降雨（降雪）是人們根據一定區域內大氣的溫度、濕度、云、風等的變化，向云里噴灑制冷劑，讓天空中的水蒸氣迅速凝結成水滴，使云層中的小水點增多、變大，從而形成降雨或降雪。其實，這項工作就是一項管理天氣的工作，氣象專家解釋說：“我們用一些技術去管理云層間的水，讓它發生變化，凝結或者升華。簡單地說，就是在云間播種，通過在云層間播撒不同催化劑的方式來收獲我們想要的天氣。”

看來，要人工降雨必須要在“云間播種”，而制冷催化劑就是降雨所需要的“種子”。我們現在所使用的“種子”一般是碘化銀催化劑。碘化銀只要受熱就會在空氣中形成數以億計的碘化銀粒子，它們非常小，成百上千個碘化銀粒子聚在一起才有頭發絲那么粗。因此，我們才選擇它擔當人工降雨的重任。

要把碘化銀“種子”播撒在云層間，可以使用空中作業和地面作業兩種辦法。空中作業就是用氣象飛機在云中播撒碘化銀，氣象飛機的好處在于能夠更好地掌控云層的變化，把握投放催化劑的最好時機。地面作業就是利用高炮、火箭從地面上發射碘化銀炮彈，炮彈在云層中爆炸，碘化銀也就播撒到了云層中。碘化銀微粒會隨氣流運動進入云中，在冷云中產生無數個冰晶，然后再借助一定的氣象條件，就能使降雨產生或使雨量加大。當然，在云層中播撒“種子”，必須選擇云層富含水汽的情況，如果水汽不足，“種子”發不了芽，也就不會形成降水。

原來魔法的奧秘在此啊！你也躍躍欲試？絕對不行，人工降雨必須經過一定的審批程序并由有關部門來實施。

魔法的發現之路

如果從人類影響天氣的想法算起，神話傳說中的呼風喚雨應該可以說是人工降雨的最初幻想了。把這種幻想付諸實踐要從19世紀末說起：1890年，美國國會曾撥款支持科學家利用火炮、火箭和氣球在云中進行催云造雨實驗；1918年，法國科學家把裝滿制冷物質的炮彈發射到空中，試圖造雨；1921年，美國科學家又用飛機向云層播撒帶電物質，設法促使云層碰撞降雨。不過，這些人工造雨的實驗最終都以失敗而告終。

然而，人類探尋自然奧秘的腳步并不會停止。二戰期間，一個偶然的機會促使科學家歐文?蘭米爾博士和謝弗爾決心把雨雪形成的原因弄清楚。戰后，他們利用一些奇特的裝置開始實驗。1946年7月的一天，天氣異常炎熱，由于實驗裝置出了故障，裝有人工云的類似電冰箱的裝置里的溫度一直降不下來，他們只好用固態二氧化碳（干冰）來降溫。當他們把一塊干冰放進制冷裝置里，奇跡出現了――水蒸氣立即變成了許多小冰粒，在冰箱里盤旋飛舞，人工云化為了片片雪花。這一奇特現象令他們興奮不已，他們商定要在空中試試。于是，1948年11月的一天，天氣很冷，謝弗爾駕駛著一架飛機，在云層上方撒下大量干冰。留在地面觀察的歐文博士看見雪花紛紛揚揚從天而降，這些雪花落在他臉上，化成了水滴。他們成功實現了用干冰進行人工造雪，將“呼風喚雨”的古老神話變成了現實。人們興奮地把這一實驗稱為“給云層播種”。

從此以后，世界很多國家尤其是一些農業大國和缺水的國家紛紛對以增雨、增雪和消除冰雹為主要目的的人工影響天氣作業增加投入。

魔法并不能創造天氣

篇3

關鍵詞 人工液態水含量；人工影響天氣；應用

中圖分類號P4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2015）145-0057-01

人工降水是一項先進的科學技術，它主要是對需要進行降水地區的云層實施降水技術。在人工影響天氣作業中，云中液態水含量的相關數值很重要，它是決定是否能夠進行人工降雨的重要因素。近幾年，云中液態水含量在人工影響天氣中的應用是氣象研究者的研究熱點，在研究過程中，運用有效的探測方法來研究云中液態水含量，并對該技術在人工降雨中的推廣做出前景展望。下面我們就來具體分析一下。

1 云中液態水在人工影響天氣中的意義

云中液態水可以保持大氣中的水分收支平衡，它的分布特征與演變規律是氣象研究者的研究重點。云中液態水的意義很深遠，它并不是獨立的個體，與其他水分子之間是相互作用的，并對全球氣候的變化產生有重要的影響。在氣象學與物理學研究過程中，云中液態水含量是比較重要的云物理參數，它是氣象研究者研究云物理過程的主要參考，也是氣象局進行人工降雨作業的重要指標。另外，云中液態水含量的高低可以直接影響人工降雨的效果，可見云中液態水在人工影響天氣中的重要作用。

人工影響天氣作業過程中，云中液態水含量包含過冷水含量，實際上過冷水含量在人工降雨過程中是很重要的參照指標，以我國北方進行人工降雨目標云系來說，主要將該云系分為三個層次，并且需要從上到下進行分層，主要有冰晶層、冰晶與冷水滴共存層、水滴層。其中，冰晶層主要在-25℃到-30℃之間的區域。另外，冰晶的濃度相對較高，經過凝華后增長到最高點會自由下落，自由下落的過程中會播種目標云系中間層的冰晶，從而形成冰晶與冷水滴共存層，這一層次的溫度一般在零攝氏度以下，它是根據冰水的轉化進而形成的，也可以說它有“飼養”冰晶的作用。在目標云系的最底層，由于過冷水滴比較繁多，相對成熟的冰晶通過對過冷水滴的獲取逐漸開始變大，從而形成了雪花。目標云系中的水滴層，溫度一般在零攝氏度以上，中間層的冰晶落入水滴層后由于溫度的升高會融化成雨滴，雨滴在掉落過程中就會因相互摩擦而逐漸增大。通過以上的分析我們可以了解到，在目標云系中的中間層與最下層中，過冷水滴與云中液態水含量都與降水有著很密切的聯系。

2 云中液態水的探測方法

為了更好的觀測氣候變化與災害天氣的發生，氣象部門要有計劃地測量云中液態水，這對更好的掌握人工降雨的指標也具有重要意義。云和雨在氣象部門研究中變化指數都很大，并且具有一定的復雜性和多變性。所以，科研人員在進行云中液態水含量的探測過程中，難度也比較大。目前，我國氣象部門的探究重點就是要及時、準確的探測出云中液態水含量，這將是一個巨大挑戰。對于云中液態水含量的探測方法有很多種，運用比較多的探測方法為微波輻射計探測、衛星遙感探測、飛機探測與雷達探測。這四種探測方法各有利弊，在探測過程中要根據實際狀況選擇合適的探測方法才能夠取得理想效果。

近幾年，微波輻射計探測技術應用比較廣泛，相對其他探測技術也比較成熟，在云中液態水含量的探測過程中，由于所需的探測時間比較長，所以需要探測技術具有很好的連續性。但是微波輻射計探測技術的缺點是獲取的信息具有局限性，并不能全面、系統的探測出想要得到的相關數據。如果運用微型遙感探測技術來探測云中液態水含量，可以獲取比較廣泛的探測信息，而它的缺點則是會因為時間與空間影響分辨率，人工發出的作業要求不能及時回應，從而會延誤工作進度。目前，只有飛機探測才可以直接探測到云中液態水含量，由于條件有限，我國的增雨飛機只有增雨一個用途，并不能做云中飛行探測工作。同時，在降雨過程中飛機并不能探測到整個降雨過程，針對云中水含量中的數據也無法進行探測，因此，如果氣象局在人工降雨中有實時探測的需求，飛機探測是做不到的。

在對云中液態水含量進行探測過程中，只有雷達最能滿足探測的需求，它不僅可以保證空間探測的連續性，還可以在所有空間范圍內進行探測，在人工影響天氣作業中雷達探測技術可以發揮出它的全部優勢。近幾年，雷達產品與探測技術相繼被提出，在人工影響天氣中被廣泛應用，它可以準確的獲取云中液態水含量，還可以實時的了解水含量在云中的分布狀況，對人工降雨來說是一項重要的指標。根據研究表明，雷達技術可以從不同高度、不同角度探測出云中液態水含量，可以給人工降雨的區域實時的提供有效的數據，從而推動我國人工影響天氣技術的不斷發展。

1998年，我國新一代天氣雷達網出現，它對于人工影響天氣的作業有至關重要的作用。在垂直積分液態水含量被提出后，它可以直接的反映空中水資源的分布狀態，因此為人工降雨工作帶來重要的參考數據，從而也在人工影響天氣作業中被廣泛應用。經過反復的研究試驗，可以了解到，雖然垂直積分液態水含量在目前被廣泛的運用，但是它也有不足之處，它不能準確的分辨清楚云中降水粒子的性質，在整個云層中，垂直積分液態水含量主要是根據不同雨滴建立的雷法反射率因子和液態水含量獲得的，根據云層的變化和降水粒子的不同，雷達所反射出來的因子和云中液態水含量中有不一樣的關系，因此，垂直積分液態水含量在計算過程中就會存在一定誤差。

3 云中液態水含量探測技術在人工影響天氣中的應用前景

隨著我國經濟的發展，科學技術的水平也在不斷進步，在氣象研究中，雷達技術以及其他探測氣象技術設備在不斷的更新與完善，此后將利用高新技術精準的探測云中液態水含量。隨著探測技術的不斷完善，探測技術的準確度與連續性也相繼提高，給人工影響天氣的作業帶來一定的參考價值。在目前來看，云中液態水含量的探測技術還存在許多問題，需要將不同的探測設備相互結合，彌補技術中的不足，這個問題也是未來氣象研究員需要研究的重點。

4 結論

本文通過對云中水含量在人工影響天氣中應用的分析可以了解到，氣象部門要想更好的掌握人工影響天氣的重要指標，就必須準確的探測出云中液態的水含量。除此之外，氣象研究人員還需要利用相應的云中液態水探測技術，來準確的獲取云中液態水含量。云中液態水含量的數據在人工影響天氣作業中及其重要，因此要具有準確性。在未來的人工影響天氣工作中，氣象研究員要完善并運用云中探測高新技術，精確的探測出云中液態水含量，從而會在一定程度上提升氣象部門人工降雨的效果，也可以大大滿足人們對降雨的需求。

參考文獻

篇4

人工降雨根據自然界降水形成的原理，人為補充某些形成降水的必要條件，促進云滴迅速凝結或碰并增大成雨滴，降落到地面。

篇5

人工降雨運用云和降水物理學原理，通過向云中撒播降雨劑，一般為鹽粉、干冰或碘化銀等，使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水。

人工降水，又稱人工增雨，是人為地補充某些形成降水的必要條件，是人工影響天氣中進行得最多的一項試驗。人工降雨撒播的方法有飛機在云中播撒、高射炮或火箭將碘化銀炮彈射入云中爆炸和地面燃燒碘化銀焰劑等。

根據不同云層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使云層降水或增加降水量，以解除或緩解農田干旱、增加水庫灌溉水量或供水能力等。

（來源：文章屋網 ）

篇6

1.工程概況

筆者所在項目位于陜西省西安市，總占地約200畝，規劃總建筑面積約46萬平方米，共分三期開發，項目預計總投資15億元。本科研項目研發所依托的為其二期工程，二期工程總占地面積約93畝，規劃總建筑面積約24萬m2，可容納住戶1820戶。本項目研發團隊始終堅持以“保護生態環境”和“改善人居環境”為主題的研發理念，在汲取一期工程研發經驗的基礎上進行了技術升級，將室外環境技術、綠化噴灌技術、雨水回收利用和景觀設計進行了集成，實現了“環保、節能、新穎、實用”的有效統一。

2.與景觀一體化整合方式選擇

目前市場上的各種室外噴灌系統大多為埋地安裝，功能單一，且受噴頭高度的限制，無法滿足本研發項目所要求的通過噴水進行室外空氣調節的功能；也有少數采用地上固定安裝的噴灌系統，由于在住宅小區內由于不能和室外景觀很好的結合，難免對環境美觀造成一定的破壞。

本技術的系統原理是利用水壓將水通過與水源連接的管道、噴頭等均勻的噴灑出去，并形成穩定的降水覆蓋面積。雖然原理上并不復雜，但如何做到降雨系統與室外景觀的融合才是本課題的研究重點和難點之一。經過深入研究：考慮到小區內噴水點的需要分散設置以達到足夠的覆蓋面，因此所需數量較多；如果埋地或獨立地上固定安裝將存在前述的缺點，因此將其與小區內同樣需要分散設置的室外照明庭院燈進行一體化整合，成為首選的研發方向。

通過與生產廠商反復進行技術協商，采用定制加工的燈柱可將噴水支管暗裝其中、將噴頭裝于燈柱頂端，從而實現將二者融為一體的目的。

3.人工降雨系統的布置原則及參數選擇

在初步確定系統支管安裝方式后，現場進行了實驗測試，以選擇合適的噴頭并對其性能參數進行驗證。本次測試中采用了美國雨鳥（RAINBIRD）3500系列自旋轉噴頭，該噴頭的噴嘴和噴灑角度均可進行調節設置，通過實驗，在市政自來水供水壓力（0.4MPa）和微風條件下，不同噴嘴型號的射程（作用半徑）實測數據如下：

3.1根據園林噴灌技術要求，噴頭的組合布置方式一般有以下幾種：

3.2根據室外公共照明的應滿足一定照度的要求，噴頭的間距尚應結合庭院燈柱的間距（景觀設計時按12m左右采用）布置，令噴頭間距L=12m代入上表“三角形布置”有關公式可得：R=7m，b=10.5m。結合本項目現場的實測數據，應將噴嘴孔徑設置為2mm。此時單個噴頭的有效控制面積S=2.6*72≈127m2。

3.3在進行平面布置時，除需考慮噴頭本身的性能外，還必須同時綜合考慮土壤的噴灌強度、水源條件、是否能夠盡可能覆蓋小區室外綠化及道路以及室外噴淋不應對鄰近住宅造成影響等因素。

⑴組合噴灌強度可按下式計算：

ρ組合（mm/h）=1000q/A

式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；A為單噴頭的有效控制面積（m2）

根據本項目選定的相關參數，ρ組合=1000*0.32/127=2.5mm/h，小于本地區土壤類別的允許噴灌強度ρ允許=8 mm/h，即水落到地面后能立即滲入土壤而不出現積水和地面徑流。

⑵考慮到噴水點數量較多，因此在進行方案設計時應考慮分區控制。在項目研發時，我們結合室外景觀的組團分區將人工降雨系統劃分為相對獨立的8個區，每個區均設置水源。

⑶系統應可能覆蓋小區室外綠化及主要道路，以滿足綠化噴灌和灑水降塵等功能要求，因此在進行景觀設計時需要以上述選定的技術參數為基礎對布置方案進行適當調整，最終確定噴頭數量為128個。為簡化計算將小區噴頭布置全部按“三角形布置”考慮，則總的有效控制面積為：128*127=16256m2；室外面積約22724m2（包含綠化、道路及硬質景觀），有效覆蓋率為72%。

⑷為突出“以人為本”的研發理念，室外人工降雨系統不應對居民生活造成不利影響，因此在少數靠近住宅樓的噴水點，需要對噴頭的噴灑角度進行調校，采用扇面噴灑，防止將水濺入住宅室內。

3.4、在上述主要參數全部選定后，根據噴頭理論流量、組合布置形式和分區內的噴頭數量，進而確定各分區的給水主管和支管管徑。

4.雨水回用方式選擇

由于項目所在的西北地區屬于缺水地區，為提升本技術的節能水平，在研發時考慮對雨水進行回收利用，以降低用水消耗，保護水資源。確定了以下兩種雨水回用方式：

⑴以景觀水池為雨水收集蓄存設施，對雨水進行回收利用；

⑵在地下車庫頂板上方設置滲排水層，將其上方的綠地土壤入滲雨水通過盲溝導入雨水儲存設施，經沉淀池凈化處理后作為人工降雨系統的補充水源，同時也有效避免了雨水對綠植根系的長期浸泡傷害。

5.方案的制定與實施

5.1室外降雨系統平面布置

雨水沉淀池和地下車庫頂板雨水入滲收集做法如下，對于小區中央景觀水池本身作為雨水儲存設施兼具雨水沉淀的功能，故其旁邊的沉淀池可相應減少一級。由于雨水具有季節性的特點，在采用雨水水源的同時，仍保留市政自來水源作為備用。

5.2雨水回用量計算

根據2009-2011年度《中國統計年鑒》，西安地區近三年的年均降雨量分別為525.2mm、660.3mm、527.3mm，在進行雨水計算時按三年平均值571mm取值。

本項目主要采用景觀水池和地下車庫頂板上方的綠地入滲兩種方式對雨水進行收集，水池面積約300m2，地下車庫頂板面積約1080m2，兩種方式的年雨水收集量分別為：

Q1=571*300/1000=171.3m3

Q2=571*1080/1000*（1-0.2）=493.3m3（式中0.2為《室外排水設計規范》規定的綠地徑流系數）

上述計算未考慮雨水蒸發的因素；在計算雨水入滲量（Q2 ）時為簡化計算按地面徑流之外的雨水全部入滲土壤并被收集考慮。

根據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》“雨水可回用水量按雨水收集水量的90%～95%計”，因此本項目的年雨水回用量為：

Q=0.9*（171.3+493.3）=598m3

6.實施效果的檢驗

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中圖分類號：X52文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）18004006

1引言

目前，國內城市普遍面臨內澇威脅。在暴雨來臨時，屋面與路面等不透水面上的徑流不能就地入滲，而是迅速形成洪峰，當洪峰超過城市排水系統的排水能力后，內澇就發生了。城市頻繁的內澇對城市居民造成了嚴重的生命財產損失。

普通的城市洪水管理措施有擴建排水設施、修建儲水池（罐）并收集或截留雨水徑流和將不透水路面改造成透水路面等。將屋面徑流收集儲存或用于園林綠化灌溉，或者在小區草地就近入滲補充地下水，對減輕城市內澇災害，改善城市水環境有重要作用[2]。

不管收集利用屋面徑流，還是讓屋面徑流排放到天然河湖中去，屋面徑流的環境質量都應該給予足夠關注。一些學者發現屋面徑流中有重金屬污染物[3]、PAHs污染物[4]、農藥[5]和除草劑[6]，表明屋面利用屋面徑流前需要查清屋面徑流的污染情況。

屋面類型和屋面材料的不同，不但影響屋面徑流的徑流過程，也影響屋面徑流水質。相對于無植被的普通屋面，綠化屋面通過種植基材對雨水的截留和吸收，延遲屋面徑流的產生，削平徑流洪峰和延長了徑流時長，減少徑流總量 ＼[7～10＼]。Nicholson et al.（2009）[11]比較了6種屋面收集的徑流雨水，發現涂料處理的木屋面徑流含銅最高，鍍鋅彩鋼屋面徑流含鋅最高；王書敏等（2012）[12]發現暴雨時綠化屋面的屋面徑流中 Tot-P、Tot-N、NO3-N含量均比雨水高；Tot-N、NH4-N 和 Tot-P 含量比普通屋面低，NO3-N、PO4-P 比普通屋面高。Hathaway et al.（2008）[13]研究發現，綠化屋面的屋面徑流中的Tot-N和Tot-P含量比普通屋面和雨水含量高。然而，Khler et al.（2002）[14]報道，在屋面綠化以后的3年中，綠化屋面屋面徑流比普通屋面分別減少95%、88%、80%和 67%的Pb、Cd、NO-3和PO3-4的排放。

已有的研究多是國外開展的，取得的規律不一定適用于國內。絕大多數研究單獨研究徑流水質或水量；且對徑流取樣時，一次降雨只取一個樣。這種水質和水量分開研究、忽略徑流的水質隨徑流過程的變化的研究思路，得到的規律不完整，不利于科學指導屋面徑流的收集、處理和回用。

為解決以上問題，本研究使用木箱模擬構建3種不同類型的屋面，采用人工降雨試驗手段，相隔12月2次測量3種屋面的徑流過程和徑流污染物含量，以探明徑流水質隨徑流過程變化規律和受污染程度。

2材料與方法

2.1種植箱模擬三種屋面

3種屋面使用3個尺寸一致的無蓋木箱模擬。木箱凈尺寸為長×寬×高=1.0 m×0.5 m×0. 35 m，底板靠近擋板處的中間部位有20 mm 的排水孔。考慮到絕大多數普通屋面（含使用了防水卷材屋面）的面層是砂漿或細石混凝土，模擬普通屋面的木箱（編號1#）底板表面鋪設一層厚度10 mm細沙水泥砂漿，灰砂比為1∶2.0，水泥標號32.5。模擬彩鋼屋面的木箱（編號2#）中放置一塊面積為1.0×0.5 m2型號為YX25-205-820壓型板（湖北恒信銘揚置業集團有限公司生產）。模擬綠化屋面的木箱（編號3#）內自下而上依次鋪設一層0.08 mm厚聚乙烯薄膜，型號為26蓄排水板（上海綠旺塑料制品有限公司）；100 g/m2 無紡布；4 cm厚種植基材。種植基材配方（體積比）：碎磚45%，碎混凝土7%，河砂30%，泥炭土8%，表土10%。每升基材添加奧綠R長效控釋肥7 g。經檢測，種植基材中粗顆粒的粒徑范圍為1～10 mm，干密度1.28 g/cm3，飽和含水量29%，孔隙率48%。種植基材氮磷、主要重金屬含量見表1。

2.2人工降雨徑流觀測

分別于2015年3月11日、2016年3月16日對3個木箱進行2次人工降雨試驗。人工降雨試驗裝置如圖2所示。為了使兩次試驗的結果具有可比性，試驗用哇哈哈純凈水，采用形同的降雨強度，即每次噴水8 L，噴水時長6.2 min。

記錄噴頭噴水開始、結束時間；木箱徑流產生、結束時間。通過控制水龍頭開關，每隔5 min移走有水的取樣塑料瓶測量水量。由于1#、2#和3#木箱徑流延時相差很大，對每一個木箱徑流過程取三個水樣測試水質，即前2個5 min水樣和10 min后所有徑流合并后取一個水樣測試水質。試驗開始時，取樣測試自來水水質。

2.3基材及水樣分析

水樣中的重金屬元素Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni用原子吸收法測定。水樣總氮含量采用過硫酸鉀紫外分光光度法測定，總磷含量采用過硫酸鉀-鉬銻抗分光光度法測定。用BPH-220型pH值測試儀測量pH值。用CODMn法（以O2計）測試雨水和徑流水樣的 COD，用培養法測試 BOD5；用Apollo 9000燃燒分析儀分析DOC含量；總氮（TN）含量采用過硫酸鉀紫外分光光度法測定，總磷（TP）含量采用過硫酸鉀-鉬銻抗分光光度法測定。

葉建軍，等：人工降雨下三種屋面徑流過程環境質量比較環境與安全

3結果與分析

3.1試驗期間降雨情況

從2015年3月1日至2016年3月31日共有157 d降雨，期間降雨總量為1424.4 mm，最大降雨量為78.1 mm日（6月7日）；6月降雨量最大，為306.5 mm；12月降雨量最小，為21 mm（數據來自距離試驗場地1 km的湖北農科院小型氣象站）。

3.2徑流過程

由于兩次試驗中，每木箱徑流過程相差很小，對兩次試驗中同時段的徑流量取平均值，得到3個木箱徑流過程如表2所示。可以看出，1#箱和2#箱的徑流過程相差很小，2#號的徑流過程開始時徑流量更大一些，徑流結束時間更早。1#和2#箱的徑流過程顯著不同于3#箱，表現在徑流開始時間早，最大5 min徑流量和前30分徑流量和總凈流量都遠大于3#箱，而徑流總延時卻遠小于3#箱。3#箱平均截留雨水超過3000 g，而1#和2#箱，只截留200 g左右雨水。

三木箱在兩次人工降雨試驗時徑流過程的pH值、DOC、COD、BOD5、TN、TP含量見圖3。1#、2#箱徑流pH值在第一次人工降雨試驗時開始2個5 min取樣低于降雨pH值，且pH值有隨徑流過程增加的趨勢。可能是由于屋面積塵含有酸性物質，在徑流開始時積塵含量高，隨著灰塵被逐漸沖洗，pH值有所回升；1#箱模擬的是普通屋面，有水泥砂漿面層，會向徑流釋放堿性物質（如Ca（OH）2），所以pH值偏高。3#箱第一試驗時徑流初期pH值含量超過降雨pH值，但第二試驗時徑流pH值卻比降雨低。出現這個現象的可能解釋是基材初期呈弱堿性；而經過一年后，基材在酸雨和植物和微生物作用下，堿度下降。

兩次試驗中，3#箱徑流DOC含量遠高于1#、2#箱，顯示綠化屋面系統向徑流中釋放的可溶性碳含量高于普通屋面和彩鋼屋面。3#箱在第一試驗時徑流DOC含量高于第二次試驗時徑流含量，徑流DOC含量隨徑流過程變化規律不明顯。1#、2#箱徑流DOC含量高于降雨含量且含量隨徑流過程有下降趨勢，表明普通屋面和彩鋼屋面也向徑流中釋放了DOC。

兩次試驗中，3#箱徑流TN、TP含量遠高于1#、2#箱，顯示綠化屋面系統向徑流中釋放的氮、磷含量高于普通屋面和彩鋼屋面。3#箱在第一試驗時徑流TN、TP含量高于第二次試驗時徑流含量，徑流TN、TP含量隨徑流過程變化規律不明顯。1#、2#箱徑流TN、TP含量高于降雨含量且含量隨徑流過程有下降趨勢，表明普通屋面和彩鋼屋面也向徑流中釋放了氮磷。三種屋面兩次試驗時多數徑流TP含量超過了GB3838-2002規定Ⅳ類水域含量指標含量（0.3 mg/L）。

兩次試驗時，3#箱徑流COD、BOD5含量高于1#、2#箱，顯示綠化屋面系統向徑流中釋放的有機物濃度高于普通屋面和彩鋼屋面。3#箱在第一試驗時徑流COD、BOD5濃度高于第二次試驗時徑流濃度，徑流COD含量隨徑流過程有增大趨勢，但BOD5含量隨徑流過程變化規律不明顯。1#、2#箱徑流COD、BOD5含量高于降雨含量且含量隨徑流過程有下降趨勢，表明普通屋面和彩鋼屋面也向徑流中釋放了有機物。綠化屋面徑流第一次試驗時所有取樣BOD5含量和第二次試驗時徑流第一個5 min取樣COD含量超過了GB3838-2002規定Ⅳ類水域含量指標含量。

3.4徑流重金屬含量

三木箱在兩次人工降雨試驗時徑流過程的6種重金屬含量見圖4。兩次試驗中，1#箱徑流6種重金屬含量和2#箱徑流除Cu、Zn外4種重金屬含量隨徑流過程均有減少趨勢。出現這個現象可能的解釋是普通屋面積塵在降雨時被沖洗并向徑流釋放重金屬，在徑流開始時灰塵含量高因而徑流重金屬含量高，隨著灰塵被逐漸沖洗，徑流中灰塵含量降低，重金屬含量也隨之下降。3#箱徑流6種重金屬含量含量隨徑流過程變化規律不明顯。

3.5徑流污染物總量

三木箱在兩次試驗時徑流污染物總量見表3。由表3可見，兩次試驗時2箱徑流每種污染物的總量都高于1#箱；3#箱徑流的Pb、Cr、Cu和Ni總量低于1#箱，其他污染物總量高于1#；箱徑流的Pb、Cr、Cu、Zn和Ni總量低于2#箱，其他污染物總量高于2。

4結論

通過用木箱模擬構筑普通屋面、彩鋼屋面和綠化屋面，在相隔12個月兩次人工降雨試驗下，測試徑流過程5 min流量和徑流過程水質（包括Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、TP、TN、COD、pH、DOC、BOD5），得到如下結論。

（1）綠化屋面徑流過程與普通屋面和彩鋼屋面相差很大，彩鋼屋面和普通屋面徑流過程形似。與普通屋面和彩鋼屋面相比，綠化屋面的徑流開始時間更晚，徑流延時更長，徑流總量更小，徑流洪峰更低。

（2）綠化屋面徑流有機污染物的含量高于彩鋼屋面和普通屋面徑流；有機污染物含量和Cd總量也高于彩鋼屋面和普通屋面徑流；彩鋼屋面徑流除了Cd與普通屋面徑流含量相近外，其他5種重金屬含量都比普通屋面含量高。

（3）彩鋼屋面和普通屋面徑流多數污染物含量隨著徑流過程有減少趨勢，綠化屋面徑流污染物含量隨徑流過程變化規律不明顯。綠化屋面第一次試驗時徑流有機污染物含量和總量比第二次試驗時高，表明徑流有機污染物含量隨著屋頂綠化齡期有減少趨勢。

（4）三種屋面的徑流TP、Cd和Pb含量超過了GB3838-2002規定Ⅳ類水域含量指標；三種屋面的徑流都受到了污染，不能直接排放或利用。

參考文獻：

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篇8

中圖分類號：P331 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0220-01

氣候變化已經越來越成為人們所關注的問題之一，了解和研究氣候變化對水文水資源的影響對于了解相關的水文水資源系統的生態平衡、環境保護、運行管理、開發利用、規劃管理等具有重大意義。必須要對氣候變化對水文水資源的影響進行分析，了解具體的研究方法，對其影響有大致了解，對其中產生的不利影響進行積極的改正，采取措施進行彌補。

一、氣候變化對水文水資源影響的研究方法

1、氣候變化情景的生成技術

各個地區之間的氣候變化具有很大的差異性和不確定性，不能通過氣候的預測很準確的表述各個區域的氣候變化，即便是測量到的值也不是一個精確的，只是大致的估計范圍，是一種可能出現的結果，這就被稱為情景。可以根據已經取得的研究成果對氣候變化情景的生成技術進行研究。比如說通過任意的情景設置，對可能出現的情景進行模擬，或者是通過對以往一系列氣候環境的研究資料進行分析，進而得出自己想要的結果，亦或者是通過大氣環流的模式，對氣候變暖的可能情況進行分析。所有這些，都是氣候變化情景的生成技術。

2、水文模擬技術

這是指通過模型來模擬氣候變化對水文水資源的影響，在這一過程中，為保證水文模擬結構的準確性，因而保證模型的通用性和便于利用性；現有資料的準確性；模型內在精度的精確性等等。所有這些都是需要考慮的問題，只有保證這些問題的準確，才能較為正確的反應氣候變化對水文水資源的影響[1]。

3、水文遙測系統的運用

所謂的水文遙測系統就是指一些自動化的技術和設備，這些技術和設備主要是為了采集遠距離的水文信息。水文遙測系統主要有三個部分構成，這三個部門合理組合更加便于水文資料的搜集、儲存、整編、分配和檢索。通過水文遙測技術可以搜集到大量的信息，更方便對水文資料進行整理和研究分析。進而更好地研究氣候變化對水文水資源的影響。

二、氣候變化對我國水文水資源系統的影響

1、氣候變化對我國河川徑流的影響

河川徑流一般對氣候變化的反應比較敏感，氣候的變化一有變動就可以在河川徑流上反映出來。比如說我國從北到南，由干旱到濕潤，山川河流對氣候的變化反應迅速。在氣候變化較為嚴重的今天，全球變暖已成為不可逆轉的趨勢，在這種狀況下，氣候變暖對我國山川河流的影響主要可能表現為三種結果，一種是北方徑流量增加，南方減少；一種是南方增加，北方減少；還有一種是南方北方的徑流量都減少。

2、未來全球變暖將導致我國西北高寒山區冰川萎縮

在全球變暖的氣候影響下，對冰川最為明顯的表現就是極地地區冰川面積的大幅度減少，這可能會造成冰川退減，一些流域干涸等情況的出現，使一些干旱的地區變得更加干旱，對我國影響最嚴重的是北方地區，尤其是黃土高原地區[2]。

3、隨著全球變暖的影響，可能使降水量發生變化，蒸發量變大

全球氣候變暖，不可避免的會對各個地區的降雨量產生變化，進而使全球的平均降雨量發生變化，可能會使平均降雨量增加，降水變率也會相應的增加或者減少，但不容置疑的是蒸發量一定會增加，這樣就會使河流變的越來越干枯，干旱也會越來越嚴重。

三、減少氣候變化對水文水資源不利影響的對策及措施

1、實行人工降雨

在全球變暖的氣候變化下，降雨量逐步變得越來越少，各地的水資源會越來越貧乏，尤其對于西北黃土高原等干旱地區，由于降水的缺乏，草木生長面臨更大的困境，水資源的供需矛盾也會更加的突出。這就需要通過人工降雨的措施，人為的制造降雨，滿足一些嚴重干旱地區的水量需求，最大限度的為干旱地區提供降水[2]。

2、植樹造林，涵養水源

在氣候變化如此干旱，水資源如此缺乏的情況下，除了采取人工降雨的外在方法，必須通過增加植被的覆蓋率來涵養水土，最大限度的提高土壤的需水量，并且這可以在一定程度上減少洪水的強度。在降雨的過程中，能相對的涵養住水源，增加地表水的含量，并且豐富地下水資源，進而能通過不懈的努力最大可能的改善氣候條件。

3、加強有關科研工作

從事與氣候或者與水文水資源相關工作的工作人員，必須要致力于人工降雨工作的研究，更加的投入到相關的科研建設中去。國家必須要加大對于這些工作部門的資金投入，除了資金，還要及時的更新設備和工具，并且要加大投入相關的專業技術人才，一個科研機構只有具備這些充分的條件，才能發揮好科研機構本身能開發的潛能。更好地致力于人工降雨工作的研究，以及跨流域調水工作的研究，以便能更好地解決水資源分布不均勻的問題[4]。

4、加強氣象服務和農田水利建設

為面對氣候變暖環境下氣候變得越來越干旱、水資源越來越缺乏的現狀，必須加強對農田水利設施的建設，以便更好地利用水資源，節能保水，提高水資源的利用率。除此之外，還要加強對氣象預報的服務，即時匯報天氣情況，并且增強天氣預報的精確度，以提高應對氣象災害的能力，加強對氣候變化的抵抗能力。

結束語

氣候變化的研究涉及到許多領域和許多學科，它對水文水資源的影響只是其中一個重要的方面。近年來，全球變暖越來越明顯，這就對水文水資源的變化產生了巨大的影響，我們需要研究氣候變化對水文水資源的研究方法，進而探討氣候變化對水文水資源的影響，以及不斷采取措施進行改善其中不利的方面，以更好地促進生態環境的發展。

參考文獻

[1] 張利平，秦琳琳，胡志芳，曾思棟.南水北調中線工程水源區水文循環過程對氣候變化的響應[J]. 水利學報.2010，10（11）：13-14

篇9

眾多的科學家（普拉瑟就是其中之一）致力于回答“哪一朵云會下雨”這一個看似簡單，實則很難回答的問題。

長期以來，科學家一直認為煙塵和粉塵是水分子的最佳附著微粒。但最新研究發現，天空中充滿了各種細菌，而其中一些細菌攜帶的基因能令它們形成冰晶。

這引起了研究人員極大的興趣，他們著手對漂浮在天空中的數千種微生物進行研究，在相對較高的溫度條件下成核的云滴中究竟含有什么樣的奧秘呢？幾十年來，科學家們一直都在尋找能夠讓大氣中的云滴在較暖條件下形成冰晶的神秘粒子。

促使冰晶形成的神秘粒子

回到本文開頭，普拉瑟在10千米以上的高空發現了碳、氮和磷。我們知道，碳、氮和磷都是構成生命的基本元素，因此它們的存在暗示生命的存在。在普拉瑟的眼中，天空并非沒有生命的世界，天空中充滿肉眼看不見的生命。

在過去20年中，遺傳技術取得了很大進展，幫助研究人員更方便地從云中的成千上萬種微生物中找出隱藏其中的少數像丁香假單胞菌這樣的成核微生物。美國路易斯安那州立大學的克里斯特納的實驗最終證明，細菌的確能促使水凍結。

對地球生態影響巨大的空中生命

在天空中尋找微生物生命，還有可能讓我們重新認識已知的細菌種類。

科學家認為，空中微生物對生態的巨大影響力，使得人類活動與天氣和氣候之間的密切關系變得更加錯綜復雜。森林可以通過將細菌和其他有機成分釋放到空中，形成局部降雨；沙漠里的灰塵和細菌飄到遠處，在與濕潤空氣相遇碰撞后，甚至可促成千里之外的降雨。這就帶來一個新的問題：森林砍伐和荒漠化會對地球氣候和環境產生什么樣的影響？

研究人員對沙漠沙塵的研究已持續了幾十年，他們追蹤著它們蜿蜒盤旋在世界各地的軌跡，試圖了解其對環境的影響。現在看來，塵埃顆粒只不過是一種載體，隱藏在其中的細菌可能才是對我們星球的氣候產生極大影響的掌控者。每年以各種方式進入大氣層中的細菌總計多達200萬噸，更別說還有5500萬噸的真菌孢子和難計其數的藻類，人們之前一直沒有注意到它們的存在，但如今科學家們終于意識到，地球大氣生態系統是一個生命多樣化的系統，高空生態系統對明天的天氣或明年的收成有著十分重要的影響。云中存在著一個完整的生態系統，我們對這個生態系統在很大程度上還不了解。

微生物人工降雨的設想

篇10

而形成降雨則存在相當的技術難度，因為形成降雨首先要有包含足夠的水蒸氣的云彩，然后云彩遇到一股氣流，讓云不停地運動；云內部的水汽在運動中遇到灰塵之類的凝結核，在高空低溫的狀態下形成小小的冰晶；這些冰晶不斷碰撞、長大，最后它們受到的重力大于云層對它們的浮力，冰晶就掉下來，變成液態的水珠，最后形成降雨。

即使人工降雨，也是利用了這個原理。所以當遇到干旱，人們總期盼政府相關部門趕快施行人工降雨。實際上人工降雨主要是向大氣層中排放干冰和碘化銀。干冰的作用是吸熱，形成低溫環境，碘化銀的作用是作為凝結核，這二者要發揮作用必須有一個前提——空氣中有足夠的水蒸氣。缺乏了這個必要條件，人工降雨就無從談起。

但在我國云南省高黎貢山深處，卻有一個地方，讓普通人也可體驗一把“呼風喚雨”的感覺。

很多年以前，一個采藥人到高黎貢山采摘草藥。山路崎嶇、雜草叢生，這人手持砍刀開路，不一會兒就又累又渴。當他走到一個湖邊稍微歇息一下的時候，看著天上驕陽似火，山間卻一絲風都沒有，一時興起，對著湖面大喊：“太熱了，趕快刮點風吧！”回聲在山間激蕩，傳到很遠的地方。

結果，令人驚奇的事情發生了——山中真的開始刮風了。微風輕拂，讓他覺得非常舒服。隨后風竟然越刮越大，整個山林都隨著大風搖擺，湖面上也陰云密布。不一會兒就下起了傾盆大雨。

這個人驚奇不已，他心想：難道是因為天神聽到了我的禱告，所以讓這片湖回應我的請求？回家后他把自己的經歷告訴了親友、鄰居等，人們都對他的話嗤之以鼻，但是當真的有好事者到那個湖邊一探究竟時，卻發現這座湖真的能夠滿足人們“呼風喚雨”的愿望。只要你大聲呼喚，湖面上很快就會風起云涌、電閃雷鳴。于是人們就把這能夠根據人的命令來刮風下雨的湖命名為“聽命湖”。而隨著更多人的傳播，這座湖的名氣也越來越大。

時光進入20世紀90年代，當地旅游部門聽聞這個湖泊的特異之后，組織了一支考察隊來一探究竟。隊員包括旅游局的工作人員，地質隊員等科技工作者，還有一些媒體的記者。當考察隊到達“聽命湖”邊時，天色已晚，考察隊決定在湖邊露營一晚，第二天再驗證“聽命湖”的真偽。

第二天清晨，艷陽高照、萬里無云，絲毫沒有下雨的征兆，眾人都覺得這樣的天氣能夠“呼風喚雨”有些匪夷所思。隊員在湖邊一字排開，大聲向著湖面發出“快點刮風下雨吧”的召喚。但是天空與湖面異常平靜，大家的嗓子都快喊啞了，也沒有看到“聽命湖”表現出絲毫要下雨的征兆。就在大家以為“聽命湖”只是前人杜撰的傳說準備打道回府的時候，一個隊員指著湖面大喊：“看，起霧了！”果然，一團云霧從湖對面的山岡缺口處飄來，最終彌漫開來，籠罩了湖面。10分鐘過后，天上開始飄起了蒙蒙細雨。考察隊員們又驚又喜——難道“聽命湖”真的擁有如此神奇的魔力？