人工降雨的科学原理范文
时间：2024-01-02 17:02:45
人工降雨的科学原理篇1
10月14日至18日，海南遭新一轮强降雨袭击，海口、文昌、琼海等17个市县再次普降大到暴雨，共有208.41万人受灾，紧急转移安置13.93万人，农作物受灾面积9.8万公顷，倒塌房屋1416间，损坏房屋2022间，直接经济损失23.1亿元人民币。
10月15日8时至17日13时，海南全岛平均降雨量为229.8毫米，全省18个市县中，有9个市县的代表性雨量站出现200毫米以上降水，5个市县的代表性雨量站出现300毫米以上降水，屯昌县、澄迈县和海口市雨量站分别录得425.7毫米、401.7毫米和366.8毫米雨量。仅在16日13时至17日13时24小时内，屯昌、澄迈和海口降雨量分别达到208.2毫米、176.9毫米和199.4毫米。
海南强降雨期间，海南200多个村庄受淹，海南省各级政府紧急转移安置受洪水围困和次生灾害威胁的10.13万群众。其中，海口市被洪水围困村庄103个，转移群众1.56万人，文昌市受洪水围困或病险水库威胁村庄44个，转移群众3.84万人，定安县受淹村庄41个，转移群众9114人。
此外，受持续强降雨影响，海南1100多座水库中，约有70％存在安全隐患，全省已有29座大中型水库水位超汛限，有536座各类水库正在泄洪除险。
相关学科
数学：地理学科中的时区、温度曲线、降雨量直方图、等高线等常常会与数学学科结合出题。海南暴雨这个素材就可能以一天中气温变化图象与该地区某月的降雨量随时间变化的图象，出于函数相关的问题。除此以外，也可能与数据、统计和概率等知识点联系起来。
物理：一场大雨充分暴露出海南城市排水系统设计存在的漏洞。与排水系统相关的素材可能出现在物理试题中考查浮力与体积，
地理：海南位于热带，气候是热带季风气候，降水特征：全年多雨，夏季降雨特别集中，这些都是初中地理中的知识点。另外，季节、温度、气候与洋流，都可与地理中的相关知识相联系。
原创试题
数学
1.统计显示，从2010年10月1日8时到16日 14时。海口累计雨量达1003.1毫米，这是海口 有气象记录以来首次月降水量突破1000毫 米。将1003.1毫米用科学计数法(四舍五入保 留两个有效数字)表示约为(
)毫米，
A.1.003×103 B.10.03×102
C.1.3×103 D.1.0×103
2.受海南强降雨灾的影响，某省在2011年雨季 来临之前，进行了防汛工作，某县对长为4 800 米的河坝进行了加固。按原计划加固600米 后，采用了一种新的加固模式，这样一来每天 加固的长度是原来的的2倍，仅用九天就完成 任务，试求出原计划每天修加固多少米?
3.如图1，在海南受灾时，某救援车行驶到B处时， 琼海市的一所学校A在救援车的北偏东60°的 方向：救援车从B处向正东方向行驶1800米 到达C处，此时学校A在救援车的正北方向， 求C处与学校A的距离(结果保留四个有效 数字)。
物理
4.2010年10月，海南省部分地区遭受特大暴雨， 共有208.41万人受灾，紧急转移安置13.93万 人，农作物受灾面积9.8万公顷，倒塌房屋1 416间，损坏房屋2022间，直接经济损失1亿 元人民币。下列对海南降雨的形成过程说法不 正确的是(
)
A.降雨前空气中含有大量水蒸气
B.降雨的形成过程主要发生了熔化
C.雨水形成过程是放热的
D.降雨的形成条件之一是降低温度
5.强降雨发生以后，造成许多道路交通中断，如 图所示是利用铲车清理道路上的碎石，下列关 于铲车的说法中不正确的是(
)
A.铲车的机械臂利用的杠杆原理
B.铲车将碎石装入运输车的过程对碎石做了功
C.铲车的履带很宽大，目的是为了增大摩擦
D.锋利的土铲增大了压强
6.海南省发生强降雨灾害后，飞机在向灾 区空投大批救灾物资。系着降落伞的食品箱在 加速下落一段距离后变为匀速下落，食品箱和 降落伞在匀速直线下落的过程中(
)
A.动能越来越大
B.机械能保持不变
C.运动状态一直在改变
D.所受的重力和空气阻力是一对平衡力
7.我们经常听天气预报说“……向北移动的暖湿气 流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我 国××至××之间形成一条东西方向的降雨 带……”请你运用所学物理知识回答下列问题：
(1)暖湿气流携带较多的水分，为什么不一定 降雨，而与冷空气相遇才会降雨?
人工降雨的科学原理篇2
【关键字】雨水回用；景观用水；应用
1 前言
水资源的相对匮乏与紧缺是一直以来困扰我国持续发展的重要问题，在全国范围内的六百多座大中型城市中，有一半以上的城市正处在缺水性发展环境中。据相关机构预测，到21世纪中叶时期，我国贫水、缺水的情况将达到最高峰。由此不难看出，如何有效的实现开源节流，如何大力发展水资源的高效利用成为我国人民所需面对的重要研究问题。在该类科学思路的支持下，人们普遍展开了对污水回用环节的关注，然而他们却忽略了水资源的另外一个重要的可利用组成部分，即雨水资源。对雨水资源的回用不仅是对水资源的开源与节流的有效途径之一，更是对人们生态环境进行完善、对水资源污染现象进行有效控制的重要手段，因此在该层面中进行深入的研究分析具有重要的现实意义。笔者从景观设计中用水环节工程的建设入手，探讨了如何科学利用雨水回用技术令工程实现高效、节能与规范的建设。
2 科学的工程设计方案
2.1 景观用水工程雨水处理工艺
依据雨水回用与收集设计的相关需求，同时综合我国雨水收集及利用的技术工艺标准及景观水处理规定，我们应确定景观水处理工程及雨水收集的总体水处理量为每小时10立方米。在景观水设计工程中种植的物种均为对营养及污染物成分标准要求较高的植物，因此我们应在景观水处理环节中将水生种植环节进行单独规划，令其不参与到整体景观水工程的循环处理进程中。这是由于在该项目的水处理环节中不仅包含对屋顶的雨水处理，还包括对景观水工程的循环处理，屋面雨水虽经过初期连通管道的沉淀以及前期雨水弃流环节去除了部分的固体悬浮物，然而其浑浊程度与还原性物质含量依然较高，因此我们只有充分遵循科学的工艺设计路线，即初期进行雨水弃流池处理，而后经过混凝土沉淀池、包含过滤系统及消毒系统的蓄水池最后才能进入清水池处理环节。
2.2 科学的工艺路线及流程设计
在初期进行雨水弃流池的处理环节主要包含对雨水粗分的处理、初雨抛弃及收集的处理。在相关收集与利用的过程中初级的降雨水质均较差，因此我们应将其初期下降的雨水予以排除弃用，从而实现对后期降雨中洁净雨水的广泛收集，能满足这一雨水处理功能实现的设备则可称为初期雨水的弃流装置，该装置可分为两种主要形式。一种形式在初期雨水的弃流装置中由控制器与控制机构两类子系统构成，该控制器可依据预先设置的弃流水量与降雨量值进行设计，在降雨的过程中我们应及时控制并执行这些子系统完成相关动作，例如开启或关闭雨水排放系统设置在末端的电动阀门或安装于室外雨水管道中的弃流井之中的电动阀版，从而完成初期雨水的弃流进程以及中期和后期对降雨的收集及转换过程，该类装置形式具有后期操作较繁杂的特点。另外一种初期雨水的弃流装置主要包含内置流量的控制装置以及包含逆流口的控制井结构。雨水可通过250毫米直径的导入管流进雨水弃流井结构中。倘若降雨量较低，雨水则可暂且蓄存于弃流井中，而后经过一直径为50毫米的释放流管道出口进行较慢频率的释放。而当强降雨来临时，如果其初期的雨量较小同时雨水质量较差则同样可依据上述方式从释放流出口流出，而随着后续雨水流量的进一步增多，雨水弃流井中的雨水量进一步增长，可令其通过250毫米直径的管道将多余水分流入蓄存区，随着降雨量的逐步减少，雨水控制井余量水位也会慢慢下降，这时可令蓄存区的部分余量通过50毫米直径的留出管排放于市政工程排水系统中。在该项目中通过采用控制井依据降雨量的多少进行水量控制，初期雨水的弃流井采用液位自动化设备进行弃流管道的控制设计，同时包含具有雨水收集功能的管道以及溢流管道，两类雨水可有效实现自流排放，从而完善控制了系统运行成本实现了节能低耗的科学目标。
2.3 混凝沉淀池与加药系统的标准设计
混凝沉淀池与加药系统主要用于在系统加药后，对景观循环处理水中的固体悬浮物、混浊物与还原性物质进行高效的去除，同时在沉淀池的作用下完成沉淀过程，从而达到初步景观用水处理效果。针对在水处理过程中某些调节环节的非线性不良现象，例如酸碱中和反应中严重的指数特征等，我们可专向设计优势控制算法，从而保障加药环节的计量泵严格遵循所需的调节介质量完成精确的化学药剂投入，该环节可有效客服常规调节系统中被调参数受不确定性因素引起的剧烈波动，令各项处理环节准确、高效。倘若沉淀池的水深较浅且在四米以下，我们可采用斜管沉淀池的设计方式，从而有效节约工程系统的占地面积，令其达到较高的表面负荷效果，并形成高效的沉淀作用。在该环节中需要我们对相关设备进行科学流程的安装，同时令其在沉淀剂的高效作用下切实提升沉淀效率，降低等待停留时间。
3 结语
依据详细的景观水处理工程分析及屋面雨水回收的利用程序设计探讨，我们不难发现在采用的处理工艺进行科学及实用的优化后不仅可令雨水回收利用的出水水质达到景观用水工程的水质标准要求，同时还兼具占地面积小、美观且实用的水处理功能，因此必然会产生科学环保、节能设计带来可观的环境效益与经济效益。
[参考文献
[1]王强.屋面雨水回用技术在高校中的应用[J].现代农业科技，2009（6）.
人工降雨的科学原理篇3
暴雨是夏季的常见自然现象。气象学认为，每小时降雨量16毫米以上，或连续12小时降雨量30毫米以上、24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”。暴雨具有潜在的破坏力和危险性，常会直接造成伤亡和社会财产损失。除此之外，暴雨出现时，人们还要注意自身的保健工作。
暴雨常常伴有雷电天气，这对人体健康的负面影响较大。强雷雨天气诱发心脑血管病，固然有心理恐慌的主观原因，也有客观的气象原因。雷电天气时，气压一般较低，而低气压影响人体内氧气的供应。当气压下降时，大气中氧分压、肺泡的氧分压和动脉血氧饱和度都随之下降，导致人体发生一系列生理反应，机体为补偿缺氧就加快呼吸及血循环，出现呼吸急促、心率加快的现象，可能诱发心绞痛、心梗、心衰。所以，心脑血管病患者平时就要注意适当锻炼、科学饮食、勤量血压，雷电来临时，要保持平静心态，一些急救的药品要带在身上。
雷雨天也是哮喘高发的时段。加拿大的医学科研人员观察发现，雷雨天哮喘患者来医院的频率较平时会增加15%。国内医学专家也证实，夏季雷雨天气的温度和湿度都非常适合真菌、霉菌等过敏原的繁殖和生长，加上气压较低，空气中漂浮的过敏原浓度就会明显升高，从而容易诱发哮喘病。因此，哮喘患者雷雨前尽量减少户外活动，下雨时不能门窗紧闭，而应该保持通风，因为自然风可以带走或冲淡室内的过敏原；雷雨之后如出现太阳暴晒、温度升高，出门时不妨戴上口罩，以防过敏原。
暴雨基本上都是由大雨滴组成，这对人体健康也不利。英国科学家乔治・弗拉耶尔研究发现，下小雨时，降水滴粒基本不带辐射污染物，从而给人以一种清新、舒畅的感觉；而大雨中则夹带着大量的射线和污染物。这位科学家在研究报告中指出，云中的雨滴都依附着不少污染物，但小雨滴需要20～30分钟才降到地面，这一过程中，雨滴受到的辐射污染将完全消失，而大雨滴降至地面的时间则要短得多，污染物也会随之降到地面。故而暴雨时应尽量呆在室内或选择遮蔽物避雨，以减少对健康的损害。
人工降雨的科学原理篇4
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.
[7] 何晓群，刘文卿.应用回归分析[M].北京：中国人民大学出版，2001.
人工降雨的科学原理篇5
【关键词】内涝防治；雨水利用；乡镇；防治效应
引言
要防治内涝灾害，必须先对其形成原因进行分析，根据对应的特点，有针对性的防治。我国乡镇地区有多半处于地形陡峭的地段，这种地形一般雨水径流急流而下，极为容易造成内涝危害，与此同此，乡镇地区排水系统的老化与落后、排水方式的落后、排水理念的陈旧也加剧了内涝发生的概率。合理的利用雨水来防治内涝，对雨水径流进行科学的管理，可以大大的减少灾害发生的几率。如何合理的利用雨水？则需要对雨水径流形成的过程、产汇流机制进行分析和研究，然后再根据研究得出的结果设备雨水利用设施，并加以观测实际表现，逐步的减少内涝危害程度，达到防治内涝的效果。
1 内涝灾害的特点及形成原因
暴雨、山洪、沿海地区的暴风都有可能会形成内涝，其别针对乡镇地区的涝水灾害称为乡镇内涝。在乡镇，排水设备陈旧、落后，缺少排水管网等必要排水设施，再加上乡镇地区地形一般较城市更为陡峭，低洼地段较多，在爆发强降雨、山洪等自然灾害时，比城市更容易发生内涝，造成极大损失。短时间内的强降雨是内涝灾害的一大特点，在我国南方地区，雨季和旱季分明，降雨时期集中，大多数的降雨集中在6月至9月这段天气炎热的时期，降雨急促、时间短，短时间内即可形成暴雨，在某些乡镇地区甚至达到了200mm的降雨量，部分地方的积水深度超过了4m，这对于乡镇老旧的排水设施是极大的冲击，无法阻挡雨水径流急流，所以往往诱发了内涝的灾害。内涝种类多样，在暴雨发生时，不同的地段、不同的情形，都可能引发内涝，而且往往会出现没有受淹的地方也会受到灾害影响的情况，灾害时间也较长，阻碍交通、通讯、供水供电，影响到整个社会的正常运转。内涝灾害还有一大特点就是加重灾害损失，在乡镇地区，人口较集中，人口密度较高，一次内涝会对人民资产、公共设施造成不可估量的经济损失，受淹地区的消灾工作也需要长时间的进行，代价极高。鉴于以上情况，需要暴雨频发、沿海的乡镇地区积极修建排水设施，完善排水系统，合理的利用雨水，减少灾害损失。
2 雨水利用设施的建设及其对内涝的防治效应
乡镇地区的雨水利用设施分为雨水贮存设施和雨水渗蓄设施，雨水贮存设施主要有雨水贮存池，雨水箱和雨水罐等，可以广泛设施于居民区及高速公路地段，可以收集雨水并再利用。雨水渗蓄设施主要有雨水花园、绿色屋顶、渗透铺装等，可将雨水下渗至地下水，对地下水进行补充，缓解地面沉降，降低涝灾的损害。
在地形特殊的地方，适合建设天然人工相结合的雨水贮存再利用设施。在沟壑地段较多的乡镇地区，一般洼地也较多，这就形成了天然的排水渠道，应该合理的利用技术手段，将这些低洼地段、沟壑建设改造成可持续循环使用的排水系统，增设雨水箱、雨水罐，有效的收集雨水，将湖泊池塘等改造成雨水贮存池，防止暴雨发生时雨水快速的涌入排水管道，让沟壑和冲沟地段成为排水出口，加快排水速度，降低防涝压力，减少涝灾损失。沟壑湖泊等还可以储蓄雨水，为雨水的再利用提供了条件。
在一般的乡镇地区，可以设立雨水的渗蓄设施。建设良好的雨水渗蓄系统可以延缓雨水的汇流时间，有效的降低涝灾发生时雨水径流的峰值。将居民居住的地方，道路的地面改造成透水地面是一般的建设方法，但是对于地质构造特殊的地区来说却不易施行，在这些地区，比较适宜采用小型且分散的方式，把人工的储蓄系统与自然环境相结合，例如小型的池塘，沟壑较多地段，大大增加了雨水的拦截蓄存能力，还能够很好的利用储蓄的水资源，处理后用于浇灌等工作。
实际的使用经验告诉我们，雨水利用后雨水的径流流量、峰值、体积都大大降低，雨水的交汇时间也有效的延缓，这对于乡镇内涝防治有着重要意义。以洪峰削尖为例，当情况一定时，洪峰的削尖率甚至能达到50%以上。同样地，雨水利用对径流急流的缓解作用也非常明显，降低洪峰峰值，减少体积，能起到有效防治内涝发生的效果。某南方乡镇地区，在雨水利用前每隔几年就要爆发一次短时间的强降雨，多次引发涝灾，人民群众苦不堪言，自从政府开始大力建设雨水利用系统，大雨爆发时雨水的径流流量大大降低，交汇时间得到延缓，有效的防治了内涝灾害，将损失降为最低，并且由于雨水的渗蓄设施的存在，雨水也得到了重复的利用，也在一定程度上降低了人民的生活开支。
3 结束语
涝灾的发生既有自然原因，也有人为因素，暴雨的急降、排水设施的落后、对雨水利用的不合理，都会导致内涝的发生。近年来降雨量出现不均匀的现象，呈现出汛期来临时雨量集中，而其他时间雨量较少的情况，内涝灾害时有发生，应引起相关部门的高度重视。根据各乡镇地区地形、降雨量的特点，针对涝灾发生的原因，合理的利用雨水，建设雨水利用系统，对于各地内涝防治事关重大，各级政府应该大力建设相关设施，加强雨水的利用，切实的履行自己的职责，对人民群众进行宣传，让民众了解雨水利用的优点和必要性和雨水利用对内涝防治的效应，政府应与民众一起共同抵御内涝的威胁，保卫自己居住的家园。同时雨水的利用还可以使地下水得到补充和涵养，绿化了环境，提供了重复使用水资源的条件，对现代乡镇社会的价值尤为巨大。
参考文献：
[1]河海大学，上海市政设计院，乡镇雨水管道计算模型（科技报告），1990.6
[2]周宇文，曹淑敏，王慧敏.乡镇洪水风险管理与灾害补偿研究[M].北京：中国水利水电出版社，2008
[3]李俊，王军.乡镇雨水利用技术与管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.8
[4]，赵建.济南市城市扩展与洪涝灾害浅析.山东师范大学学报，2005，20（4）：39—421
作者简介：
人工降雨的科学原理篇6
关键词：酸雨；污染现状；形成机制；危害；对策
中图分类号：X517 文献标识码：A
酸雨是世界公害，号称“空中死神”。在全球经济腾飞工业迅猛发展的今天，煤和石油肆意消耗，导致大气环境质量恶化，酸雨频发，环境污染问题险象环生，生态危机四伏。我国酸雨监测始于上世纪七十年代末，到2012年全国累计已有466个市区环境保护监测站开展酸雨监测工作，环境统计显示：2012年监测的466个市、县中出现酸雨的市、县215个，占46，且酸雨频率在25以上的133个，占28.5，酸雨频率在75以上的56个，占12.0。由此可见酸雨污染现象在我国很严重，因此，控制酸雨污染势在必行。
一、酸雨污染现状
1降水概况
pH值低于5.6的降水统称为“酸雨”。怀化市环境监测站监测资料（表1）显示，2010―2013年鹤城区的降水pH值范围为3.38―7.46，单场雨极端值3.38出现在2013年，3.70出现在2010年，酸雨频率最高为2010年，达70.5，最低在2011年，为17.0；2010年酸雨频率虽高，但降雨量却界于其余各年份之中，这说明怀化市鹤城区的酸雨污染和降雨量没有必然的联系。从图1不难看出，2013年第一、四季度酸雨频率较高，二、三季度较轻，与大气中SO2、TSP的季均值浓度呈正相关，即污染物浓度越高，酸雨频率则高，污染物浓度低，酸雨频率则低。
2酸雨的化学成份分析及污染特征
2013年酸雨化学成分主要以阴离子SO42-为主，占阴离子浓度的74.24%，其次为NO3-，占18.24%；阳离子主要以Ca2+和NH4+为主，分别占阳离子总浓度的59.39%、27.39%。图2、图3说明怀化市鹤城区的酸雨污染主要以硫酸型污染为主导，污染特征表现为硫酸型污染。
二、酸雨污染形成机制
酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象，硫酸型酸雨的形成是二氧化硫通过光化学反应、氧化反应、催化氧化反应等途径最终生成含硫酸和硫酸盐的雨滴。
空气中的二氧化硫、氮氧化物经过“云瘸捎旯程”，即水气在硫酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴，又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成体积较大的雨滴，最后降落在地面上，形成酸雨。
三、怀化市鹤城区酸雨的成因分析
怀化市鹤城区酸雨来源于以下几个方面：一是受城区以外越境工业大气污染物的输送影响；二是受城区内局部的大气污染物影响；三是受山区特有的地形气象条件的影响；四是受自然灾害影响，如森林火灾等。其产生的途径和原因有以下几个方面：一是怀化市工业企业排放大量含二氧化硫的燃煤废气；二是怀化市鹤城区生活锅炉及居民生活用煤产生一定的含硫废气外排；三是市区机动车尾气污染的加剧，亦产生一定的酸性气体污染；四是怀化市鹤城区布局欠合理，不利于大气扩散，也是造成城区酸雨污染的原因。
四、酸雨污染的危害
酸雨的危害很多，主要表现在以下五个方面：（1）土壤酸化，由于酸性土壤肥力下降，导致植物衰亡，如我国塔里木河下游胡杨林和红柳林消亡；（2）水域酸化导致水生生物死亡甚至绝迹，如酸雨已使挪威和瑞典诞生了4万余个无鱼湖，污染还在加剧；（3）酸雨可使人体免疫功能下降，严重时导致病变或致癌，如酸雨肆虐的地区人群发病率很高；（4）酸雨能腐蚀建筑材料和名胜古迹，降低其使用价值并增加维修费用，如我国重庆的嘉陵江大桥近年来饱受酸雨之苦，钢架锈蚀速度每年为0.16mm，且防锈费用耗资巨大；（5）酸沉降对植物产生巨大危害，造成多地森林锐减。
五、酸雨污染控制对策
针对怀化市鹤城区酸雨污染现状，提出控制对策如下：（1）结合“蓝天工程”对空气环境进行综合整治。一是大力推行清洁能源，如太阳能，水能、天然气等，在城区内开展“禁烟行动”，坚决取缔一批污染大的燃煤锅炉，强制进行“煤改油”、“煤改气”，从根本上拔掉“毒瘤”。二是对城区外的在用锅炉强制安装脱硫设施并配备在线监测设备，严格控制燃煤废气的外排；（2）发展低碳能源、低碳技术、低碳经济等途径控制SO2排放；（3）控制二氧化硫源头污染，加快工业企业升级，从未端治理转向依靠生产技术改造、实施清洁生产；（4）加强机动车尾气治理，发展公共交通建设，减少尾气污染物排放；（5）加大环境执法力度，严厉打击非法排污行为，对属于国家明令禁止的“十五小”、“新五小”的非法生产企业坚决予以取缔；（6）优化产能结构、合理工业布局，对工艺落后、能耗高、污染重的涉气项目实施淘汰政策、逐步退出；（7）提高城市绿化率，发挥植物"市肺"净化功能；（8）加强大气污染的监测和科学研究。
结语
当下，全球经济建设催生工业发展，随着工业化的进程，煤和石油被大量消耗，导致大气污染衍生酸雨危害问题，并有全球蔓延之势，如不采取有效的措施予以控制和治理，人类赖以生存的生态环境就会遭到严重的破坏，后果将不堪设想。
参考文献
人工降雨的科学原理篇7
【关键词：】内涝 防治经验 排水
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
一、天津市地理特点及内涝情况
天津地处华北平原的东北部，海河流域下游，地势北高南低，西北高东南低，平原面积占全市陆地面积的94.2%，且河网密布，有“九河下梢”之称。特殊的地理位置、地形特点，决定了天津承担着上防洪水、中防沥涝、下防海潮的多重任务。天津的温带季风气候特征决定降水随季节变化明显，多年平均降水量为590.1毫米，夏季降雨量最多，集中在七至八月份，占全年的65%以上。
近几年以来，我国频繁出现极端灾害性天气，部分城市发生严重沥涝，给人民生命安全造成损失，城市内涝问题已成为社会关注的焦点。今年以来，我市已相继发生较大降雨过程，累计降雨量达到776.19毫米，与往年平均降雨量相比，超过四成。特别是我市今年7.21、7.25、7.30连续出现三场强降雨，累计平均雨量326毫米。其中，7月25日至26日为特大暴雨，历时21小时共降雨160毫米，最大降雨量达到187毫米，为1984年以来的最大降雨，远远超过排水设施能力。连续强降雨，造成中心城区52处道路积水、24处地道断交，受上游洪水下泄、下游海潮顶托的影响，海河持续高水位运行，造成海河四条下沉路段全部淹没，市区部分二级河道出现漫堤，面对特殊汛情，我处在市委、市政府、市水务局的直接领导下，充分发挥市区防汛主力军作用，超前谋划、及时响应、科学调度、全力抢险，雨停后5小时，市区主干道路积水基本退净，大部分下沉地道恢复通行，全市未出现一例人员伤亡事故，确保了人民生命安全，确保了城市交通基本畅通，取得了今年防汛排沥的决定性胜利。
二、天津市中心城区排水设施现状及防汛工作体制
目前，我市中心城区334平方公里，建成区面积约为280平方公里。中心城区现有主干管网3436公里，其中雨水管道1755公里，污水管道1286公里，合流管道395公里。排水泵站：193座，其中雨水泵站120座，污水泵站55座，合流泵站18座，总排水能力865立方米/秒。一级河道包括海河等4条，长度44公里；二级河道包括津河、卫津河等21条，长度191公里。雨水管网普及率分别为80.04%、污水管网普及率为90.06%。
中心城区根据河道功能及能力并按照雨水就近入河的原则，划分为九个雨水系统：海河干流系统、新开河系统、北运河系统、子牙河系统、南运河系统、永定新河系统、陈台子河系统、北塘排水河系统、外环河系统。最终通过海河、永定新河、独流减河汇入渤海，其中海河干流担负市区70%以上的排沥任务。
天津市防汛排沥工作是在市防汛抗旱指挥部（市防指）的领导下，实行统一指挥与分级分部门负责相结合的原则。市防指下设市区分部、农村分部、海潮分部。市内六区和北辰区、东丽区设分指挥部，市区分部办公室设在天津市排水管理处。
三、天津市内涝防治工作特点及经验做法
天津从多年来的防汛管理工作实践中不断探索、不断总结，归纳整理出一套行之有效的内涝防治工作经验及具有特色的管理优势，具体体现在以下几个方面：
（一）自然优势。我市素有九河下梢之称，中心城区河系发达，排沥泄洪渠道多，河网密度较高，为行洪排涝提供了有利的自然条件。
（二）规划优势。一是确定了符合天津实际的雨水规划原则，在九大雨水系统基础上，规划形成了117个雨水泵站子系统，且每个系统相对独立，就近入河，无需中途提升，避免自流入河，通过泵站提升强排，提高了排水效力。二是每个雨水泵站子系统规划服务半径控制合理规模，一般在400公颂左右。一方面提高了排水的效率，另一方面降低了排水事故风险。三是城市下穿地道、下沉路绝大部分设置独立排水系统，专用地道排水泵站设计重现期一般高于地区设计重现区，一般控制在P=3-5年。四是合流制地区逐步实施雨污分流改造。一方面提升了设施能力，另一面减少了合流污水对河道的污染。五是依托河网体系，在河道上游与下游交汇处规划设置跨河提升泵站。一方面为上游河道腾空，提高调蓄能力创造条件。另一方面，当下游河道行洪处于高水位时，上游河道通过沿河泵站可以实施强排，为上游河道沥水下泄打开通道。
（三）建设优势。随着城市建设步伐加快，排水系统逐步完善，针对低洼积水片、设施空白区，加大建设改造力度，设施功能不断增强。特别是自2000年以来，多年连续进行河道治理，除改善景观之外，河道的过流和调蓄能力明显提高，为排沥泄洪打下了坚实基础。
（四）体制优势。我市中心城区近几年随着水务一体化体制优势的逐步显现，形成了比较完善的防汛组织体系，形成了专业为主，市区联动，群防群控的体制模式，使市区防汛做到了政令畅通、组织有序、协调有力、运转高效。
（五）调度优势。我处多年来立足于“防大汛、抗大涝、抢大险”，形成了“一低两腾空”等行之有效的调度原则和各类科学合理的防汛抢险预案，积累了丰富的防汛经验。
（六）管理优势。充分发挥排水管理部门的管理职能，汛前召开专题会议，查找影响防汛的问题。针对各类工程施工，对排水设施带来的不利影响，做到汛期不过，检查不停，消除各类防汛隐患。同时开展清除管堵，消除死井专项治理活动，最大限度地发挥存量设施能力。
（七）科技优势。树立以科技保防汛的理念，不断加大防汛科技投入，形成国内领先的防汛调度指挥系统，为防汛排水提供了强有力的支撑。
四、内涝防治存在的主要问题
由于历史遗留、工程建设影响等诸多原因，中心城区部分排水系统尚未完善，系统整体功能未能得到充分发挥，市区防汛工作仍存在薄弱环节，主要归结以下六个方面：
（一）部分排水设施设计标准偏低
天津市经过历次暴雨参数的调整，目前排水设施设计能力按34.4毫米/小时降雨强度设计，排水设计重现期一般地区为P=1年，重点地区为P=2-3年。但是目前仍有部分合流制地区能力标准偏低，设计能力仅为10-15毫米/小时，按照当前执行的排水设计标准，中心城区雨水泵站系统只有50%满足现有标准。
（二）地道排水问题
中心城区55座地道中有30座出现不同程度的积水现象。主要是由于设计标准普遍偏低、泵站出水不畅、地道两端道路未设置驼峰，致使地道两侧大量客水涌入地道等原因造成。
（三）建成区排水设施空白区
排水设施建设与城市建设发展不同步，截至2011年底，在中心城区建成区范围内，雨水管网普及率仅为80％，尚有16片约10平方公里的排水设施空白区，主要集中在环内周边地区。
（四）排水设施超期服役
目前中心城区部分排水设施因建设年代较早，更新改造周期较长，按照管道寿命40年周期统计，设施超期服役带病运行问题比较突出。我处现有超期服役主干管道632公里，占管道总数的19%。46座泵站的部分电器设备和附属设施存在超期服役现象，占泵站总量的24 %。另外，还有单电源泵站126座，占总数的65%。一旦出现电力故障，将严重影响泵站正常运行。
（五）排水系统建设
近年来，虽然排水设施建设总体规模不断加大，但由于多方面原因，造成系统建设不完善，功能不健全。规划地区雨水泵站共有117座，尚有32座雨水泵站未按规划实现，其中18 座亟待建设。跨河泵站提升能力不足，河网系统间联通、衔接不完善，不能满足雨水排放能力需求，雨水下泄通道受阻。
（六）防汛抢险物资储备问题
面对汛期突发事件，应急抢险物资储备能力明显不足。通过今年三场强降雨，暴露出应急抢险设备严重紧缺，主要体现在缺少大功率移动式发电机、移动式泵站、运载车辆等防汛抢险设备。
五、有关启示和建议
（一）因地制宜、科学合理确定设施设计标准。受城市建成区总体规划，特别是路网规划已基本完善，加之地下空间资源有限，全面提升排水设计标准，投资浩大，也不具有现实可操作性。因此，我们建议本着因地制宜、科学合理、适度提升、逐步完善的原则，结合旧城区改造、城区地块整理，新城区建设，城市重要地区、重要干道建设以及排水积水片区、合流制排水改造，适度提高排水设计标准，尽量降低城市内涝发生的几率。
（二）加大积水片、空白区、合流制地区建设改造力度。采取分流与截流调蓄相结合的方式，对合流制地区进行改造。修建一批截流调蓄池，有效解决雨水排放及河道污染问题。加大对超期服役带病运行的排水管道、泵站进行改造力度，提高设施能力和运行保障水平。
（三）加大防汛科技资金投入，提高泵站运行自动化水平。依托防汛调度科技信息化系统建设，实现排水泵站具备手动、遥控和按程序自动运行能力，全面提升防汛科学调度水平。
（四）完善河网系统，提高内河下泄能力。加强河网系统之间的有效联通，进一步丰富雨水下泄通道；补建跨河泵站，减轻上游行洪及海潮对中心城区排沥影响，保证河道的及时腾空，为中心城区防汛排水创造有利条件。
（五）在城市规划建设中应适当保留和增加水面、绿化用地，减少地面硬铺装，推广庭院雨水收集，采用透水路面，降低雨水径流量，实现雨水消峰减排。
人工降雨的科学原理篇8
教师姓名：XXX
单位：XXX
课题：《雨下得有多大》
教科书分析：
本课是三年级上册“关心天气”单元的第3课。本课将引导学生研究天气的一种重要现象——下雨，并制作和应用雨量器。本教材的设计意图是通过组织学生观察、描述、讨论、制作、测量，学会浅显地看云识天气，制作简单的雨量器，会用雨量器进行观测，收集有关数据，并能对所得数据进行简单分析，从而得出某些结论。达到课程标准关于“地球运动与天气变化”中的要求。在这一课学习之前，学生对云和雨已有了一定的感性认识，因为他们经常经历刮风下雨的天气。他们带着对雨的不同认识，带着对雨的不同问题来到班级。但有一点是相同的，他们对下雨时的情景有较为鲜明的印象。再者，通过本单元前两课《谁最关心天气》、《测气温》的学习，学生对描述天气的几个方面已有了一定了解，对气象工作者是如何工作的也有所了解，并能有意识地使用测量工具来收集一些数据，这为本课的学习作了充分的准备，也为后面的《观察与测量》单元的学习打下了基础。
学情分析：
三年级的孩子对自然现象“雨”并不陌生，甚至有的孩子还在雨中嬉戏玩耍过，但是对科学探究中的“雨”恐怕就知之甚少了！以生活经验引领探究过程，以动手操作带动学习兴趣，会更符合三年级学生的认知规律。
教学目标：
1.知道是用雨量器测量雨量的大小，初步了解雨量器的工作原理。
2.知道用“毫米”表示雨量的大小。
3.能够制作简单的雨量器,并知道怎样使用。
4.培养认真细致、实事求是的科学态度和科学习惯。
教具准备：塑料瓶、喷壶、水、抹布
教学重难点：能够制作简单的雨量器，能划分雨量的等级。
教学设计：
一、激趣导入
1、同学们，今天老师给你们带来个谜语：千条线、万条线，落到河里看不见。你们知道是什么吗？
2、你们知道那些和雨有关的词语呢？还知道有关雨的古诗吗?（如《春夜喜雨》、《春晓》《清明》等）
3、根据词语能判断雨的大小吗？根据诗句能判断雨的大小吗？
4、生活中你怎么判断雨下得有多大？(听雨声大小、屋檐滴水的大小、看叶子下垂的程度、看水花的大小。)
5、大家想的这些方法很科学、很准确吗？
6、那么怎样才能准确的知道雨下得到底有多大呢？（板书课题）今天我们就来研究这个问题。
二、认识雨量
1、谈话：研究之前，我们首先要知道什么是降雨量？（从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，我们称为降雨量。）
2、雨量的单位是什么呢？（雨量：毫米）
3、谈话：我们知道了雨的大小用雨量表示，雨量是多少可以用毫米表示，那么雨量是用什么测出来的呢 ？
4、接着出示雨量器：它是专门用来测量雨量的仪器，科学家把这个仪器叫做雨量器。
5、下面我们来看看它组成的结构图。给学生介绍。
三、探究雨量器的制作
1、现在我们已经知道了应该用雨量器来测量雨量。 那么我们就来自己制作一个雨量器吧。
2、首先要准备些什么材料呢？按怎样的步骤制作雨量器，需要注意些什么？
3、在同学们制作之前老师为大家展示几种简易的雨量器希望能对大家一会儿的制作有所帮助。
4、播放制作雨量器的步骤（强调安全及制作的细节）
5、学生制作，教师巡视，适时指导。
6、展示学生的成果，进行评价
7、今天我们亲手制作了一个雨量器，你想用这雨量器做什么？好！下面我们就一起来研究怎样用雨量器来测雨吧！
四、雨量器的使用
1、怎样使用雨量器？该注意些什么？
2、用大小不同的雨量器量雨，行吗？测量降水量与使用的雨量器的粗细、大小有没有关系?
3、容器摆放的位置不同会影响降雨量吗？(屋檐下可能会挡到雨水进入容器，还有当雨量太大时，打在水泥地上激起的水花，可能会溅入容器内，影响雨量的测量，所以摆在空旷的草地上搜集到的降雨量较准确。)
4、测降雨量时应从哪儿开始读数？怎样读出雨量的大小？
5、我们平时所了解的天气预报又是怎样来界定雨的大小的呢？
小雨：指24小时内雨量在0.1~10毫米之间，可淋湿衣服，泥土地面全湿，但无积水。
中雨：指24小时内雨量在10~25毫米之间，可听到雨声，低洼地有少量积水。
大雨：指24小时内雨量在25~50毫米之间，雨声激烈，在排水不良的地方积水不退，水沟流水很快。
五、降雨与人类生产、生活的关系
降雨与人类生产、生活有什么关系？
六、总结
今天我们了解了有关降雨的很多知识，知道了每种事物都有其优点和缺点两方面，我们应该合理的利用降雨的优点为我们创造更加幸福的生活，降低、遏制降雨的灾害对我们生活的影响！
教学反思：
本课的教学设计遵循儿童科学认识活动的规律，以学生的自我活动来展开整个教学过程：观察、猜测—制作雨量器—讨论研究方法—测量记录—实际应用。
教学中遵循低年级的学生具有喜新、好奇，学习的目的性、注意力稳定性差，具体形象思维占优势等特点。为了吸引学生的注意力，采用谜语导入，提高学生的学习兴趣。在学生制作雨量器之前，让学生对雨的大小进行描述，这一环节的目的是充分调动学生的原有雨知识和生活经验，让同伴共享信息。让学生每个人都自己动手制作雨量器，可以调动学生对科学的探究激情，因为学生可以在亲历制作的过程中体会到一种乐趣，同时也培养学生的动手操作能力。在动手操作中掌握技能与方法，培养认真细致、实事求是以至长期记录的科学态度和科学精神。
市及区教研员点评：