1951-2012年西安地区旱涝灾害演变特征及其与多事件的相关性研究

旱涝灾害演变规律的研究对区域灾害预警与应对意义重大。基于西安地区1951-2012年近62年的实测降雨量资料,用Z指数法判定其旱涝等级,结合频率分析法、滑动平均法、小波分析法研究了旱涝灾害的演变规律,在此基础上探讨了气温变化、太阳黑子数与ENSO事件对西安地区旱涝灾害的影响。结果表明:62年来西安地区旱涝灾害发生频繁,"旱涝并存、旱涝急转"现象明显,且旱涝灾害往往交替发生。旱涝灾害演变在全时间尺度上存在5~7年和53年的显著周期,且呈暖湿化的趋势。旱涝灾害的演变与太阳黑子数目、ENSO事件强度均呈正相关关系,且太阳黑子的极大、极小值年份前后和ENSO事件发生年份是旱涝灾害多发年份。     

旱涝灾害的一些基本问题初探

首先就旱涝灾害对人类的作用进行了分析，认为它影响范围最大，危害程度最深．其次．对旱涝灾害的成因、确定旱涝灾害的定量指标以及评估旱涝灾害的指标体系进行分析探讨；最后对国内防御旱涝灾害的能力做了总体评价，并对其所采取的预防，救抗灾措施等进行分析．     

旱涝灾害指标的研究

本文通过对黄淮海地区500年旱涝资料的计算、分析,得出了以旱涝灾害指数作为鉴别干旱的指标,能较确切地反映出新研究范围内各年旱涝灾害程度。这对分析各年灾害程度、探讨灾害的成因以及灾害的变化规律都是有益的。     

论人类与旱涝灾害相互作用的关系

本文以旱涝灾害与农业发展为主线，对人类与旱涝灾害的关系进行了分析．全文由两部分组成：①探讨了在人类的不同发展阶段，旱涝灾害对人类特别是农业生产的作用形式；②就旱涝灾害对人类社会的破坏作用及其时间和空间特点等进行了分析．     

基于动态空间面板模型的旱涝灾害对粮食市场影响仿真研究

采用动态空间面板模型研究了旱涝灾害对粮食市场的冲击,分析了冲击的空间溢出和乘数效应。采用蒙特卡罗和分块Bootstrap技术模拟了Gamma、Rayleigh等分布假设下的旱涝灾害对各地区粮食市场的影响。研究表明:1粮食市场受到货币供给等经济因素和旱涝灾害的显著影响,旱涝灾害对粮食市场的影响强度弱于经济因素的影响;2旱涝灾害对粮食市场的冲击存在明显的空间溢出和反馈,从而一个地区旱涝灾害的冲击会扩散到距离更远的市场;3各影响因素空间溢出和反馈具有较强的区域特征,按照该特征可将中国粮食市场划分为5个区域性市场;4未来受到旱涝灾害的影响,各地区粮食价格指数波动幅度多位于2~8区间内,涨幅约为1%~3%;5未来东北和中部主产区的粮食市场受旱涝灾害的影响较大,而非主产区的粮食市场受到旱涝灾害的影响较小。     

云南省近500年旱涝灾害时间序列的分形研究

根据云南省近500年的旱涝灾害时间分布序列,应用R/S分析,预测了未来旱涝灾害的发生时间,但预测时间尺度不同,结果也不同,因此仅从旱涝灾害发生的时间序列本身来预测,需确定其能够预测的时间范围;应用Smalley算法分别对云南省干旱和洪涝灾害的时间序列特征进行分析,干旱年发生时间序列的分形维数为0.5498,洪涝年发生时间序列的分形维数为0.4923,具有明显的分形特征,均小于Cantor集合的0.6309,可见云南省旱涝灾害发生的自组织程度可能会提高。分形研究的结果反映的仅是云南省近500年旱涝灾害时间序列的平均状况,由于旱涝灾害的分布具有空间差异,因此需分别研究不同程度灾害区旱涝时间序列的分形及多重分形特征。     

不同诱灾因子对秦岭南北旱涝灾害影响

运用旱涝指数模型,计算、分析了不同诱灾因子对秦岭南北旱涝灾害影响.研究表明:①秦岭南北旱涝灾害与太阳活动存在相关性.具体表现为:太阳黑子处于峰年或谷年时关中与陕南地区形成旱涝灾害,且20世纪60-80年代太阳黑子数与旱涝指数呈负相关,80年代以来呈正相关;②厄尔尼诺年与秦岭南北旱涝灾害有一致性.1957-2006年50年中,发生厄尔尼诺事件为15次,在事件当年和次年关中、陕南地区发生旱涝灾害概率分别为:75%与50%,且间隔6年以上的两次厄尔尼诺之间,必有一次干旱年和多雨年;③太阳黑子与厄尔尼诺对关中与陕南影响既具有一致性,又存在差异.     

河南旱涝灾害的演变特征分析

本文利用河南1949～2003年的逐年旱涝灾害成灾面积的统计数据，采用年旱涝成灾面积的相对大小进行了旱涝年型等级划分，分析了旱涝灾害演变的基本特征；同时运用小波分析的方法探讨了旱涝灾害的转折突变特征，结果表明：河南干旱灾害发生的频率与影响高于雨涝灾害，并具有日益严重的趋势；旱、涝阶段的转折突变具有12年左右的周期，下一个旱、涝转折突变点可能出现在2015年左右。     

长江流域旱涝灾害的某些统计特征

本文着重分析了长江流域近40a来旱涝灾害的一些统计特征及其影响,指出了该流域旱涝灾害的演变趋势,以及人类活动对灾害加剧的主导作用。     

灾害发生的自组织性质探讨

在概述自组织理论的基础上 ,根据分形理论在灾害学研究中的大量实际应用 ,初步揭示出了旱涝等灾害发生的自组织性质 ,并对进行灾害自组织性质研究的意义与方向等进行了有益的探讨     

中国七大流域水系与洪涝的分维及其关系研究

本文在GIS技术的支持下，应用分形理论首先系统地计算了中国七大流域水系以及各流域洪涝的分维，其次对七大流域水系分维与各流域洪涝分维之间的可能关系进行了探讨。主要结论如下：（1）分维是表征洪涝发生特征的较好的参量，其蕴涵着洪涝发生次数，周期等丰富信息。（2）一般而言，在研究时段某流域洪涝发生的次数较多，则相应该流域洪涝的分维较大，反之亦然；（3）一般而言，当某一流域水系分维相对较小时，则相应该流域洪涝的分维相对较大，反之亦然。     

考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析

利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明:孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。     

地震分布多重分形特征的中期预报意义探讨

讨论了地球岩石圈的自组织临界状态和地震发生的非局域性与多重标度分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的前景。采用推广ＧＰ算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱和奇异性谱以确立较敏感的强震前兆,对于不同算法进行了精度、数据量要求及适用范围的比较。研究结果表明：地震分布的多重分形维数谱和奇异性谱对于一些典型震区的强震发生具有中期预报价值。     

华东及安徽地区断裂构造及分形分析

本文在对安徽及华东地区地震断裂构造分析的基础上,利用数盒子法计算了华东及安徽的活动断裂的分形维数,并从分形理论的角度讨论了活动断裂和地震活动性之间的关系,认为活动断裂的分形维数和地震活动性的分形维数是相等的.对华东及安徽的3种类型断裂(基底断裂、地壳断裂及岩石圈断裂)的不同分形维数和该区域地震的b值关系分析,认为该地区地壳断裂控制了该区域的地震活动.     

岩体裂隙面形貌特征对其渗流特性的影响研究∗

岩体裂隙面的形貌特征直接影响其渗流特性,为了分析二者的相关关系,采用劈裂法制备了单裂隙砂岩试样,进行了裂隙面扫描分析和渗流试验,基于分形维数在定量表达不规则曲线形貌特征方面的优势,提出了考虑裂隙面形貌各向异性特征的分形维数计算方法。研究结果表明:(1)基于矩阵理论的裂隙面综合分形维数,相当于用矩阵网格去覆盖整个裂隙面,可以较好地反映裂隙面的整体形貌特征;(2)裂隙面的形貌特征对其渗流特性影响显著,随着裂隙面综合分形维数逐渐增大,裂隙岩体的渗透系数逐渐减小,而且侧向应力越大,渗透系数的减小趋势越明显;(3)分析建立了裂隙岩样渗透系数kf与裂隙面综合分形维数■的相关关系,验证分析表明,该公式计算得到的裂隙岩样渗透系数与试验结果吻合较好。相关研究成果可为裂隙岩体渗流特性分析提供参考。     

地震前兆混沌时间序列多尺度分维异常识别研究

对地震前兆观测时间序列的混沌性态及其产生的根源进行了探讨。根据小波变换良好的时、频局部化特征和分形维数的变化特征,从小波分析多尺度分解的角度出发结合分形理论探讨了地震前兆混沌时间序列的异常识别问题。对几个实例的研究表明,大多数时间段内时间序列小波变换系数的分维—尺度变化曲线呈光滑、缓慢减小变化,有异常信息时段的时间序列小波变换系数的分维—尺度变化曲线变化的主要特点是曲线具有峰值,并出现了曲线先是由高向低,然后再由低向高变化,在某一尺度处达到峰值后再缓慢减小的情况。异常出现的时间在震前约2个月至1年。将小波变换与分形理论结合起来研究地震问题,不仅开拓了地震科学研究的新领域,同时也是对小波变换及分形理论应用的延拓。     

河南省洪涝灾害时间序列的分形特征与R/S分析

基于河南省1000~1999年的洪涝灾害统计资料,运用分形理论对河南省洪涝灾害的时间序列特征进行分析,发现河南省洪涝灾害发生时间序列的分步呈现出明显的分形特征,其分形维数为0.517,同严格意义上的数学分形Cantor集合相比分维数较小,说明河南省洪涝灾害发生发展的自组织程度还有进一步发展的趋势,其危害程度将可能进一步提高;在河南省洪涝灾害发生时间序列的分形特征的基础上,通过R/S分析,得出该省洪涝灾害发生时间序列的H指数为0.580,说明河南省洪涝灾害具有长期相关性,且未来的洪涝灾害发生的次数具有不断增加的趋势。     

近30年来湖北洪涝灾害时序特征及预测分析——基于分形与混沌理论的研究

借助分形与混沌理论,对1978-2004年湖北省洪涝灾害成灾面积时间序列进行了分析,重构了其嵌入相空间序列,计算了其关联维数和饱和嵌入维数,确定了模拟相应动力系统所需的基本变量数目;同时,通过计算Kolmogorov熵,得出了对该洪涝灾害时间序列进行预测预报的时间尺度.最后,基于R/S分形分析,对湖北省未来洪涝灾害成灾面积的发展趋势作了预测,对该省洪涝灾害成灾面积可能呈现增大趋势的原因进行了分析,并提出了相应的对策.研究表明,该方法是一种有效的研究洪涝灾害时间序列分形特征的方法,能够客观、合理地反映洪涝灾害系统的分形特征,能为建立洪涝灾害成灾面积时间序列预报模型提供基础信息.     

河间地区地裂缝分形特征研究

基于分形理论研究了河间地区地裂缝的分布分形、受控分形以及影响分形特征,利用MAT-LAB软件分别计算了地裂缝、活动断裂、地下水、地面沉降等相关物理量的分维值。地裂缝的发育具有自组织性,其分维值的大小及变化反映了地裂缝活动的复杂性。地裂缝平面、剖面分形特征反映了该区域孕裂应力场在平面和纵深方向上的非均一性。地裂缝的形成和发育可以看作是断裂运动的一种调整,影响地裂缝断裂的分维值具有一定的区间。地下水开采、地面沉降作用与地裂缝活动存在很大的关联。