Change of Flood Patterns in China under the Influences of Climate Change and Human Activities

Abstract

Based on the flood affected area (FA) data of the provinces in China from 1950 to 2005, the article discusses the change of the flood patterns in China, and investigates its relationship with climate change and human activities. The flood center shifted from North China and the Yangtze–Huaihe basin in the 1950s towards the south, north and west of China, and located in the south of the Yangtze River and South China after the 1990s. The FA in the western provinces was continuously on the rise since the 1950s. There are two characteristics for the future flood pattern in China. The pattern of “flood in the south and drought in the north” depends on the north–south shift of the maximum rainfall region in eastern China. The flood intensification to the west of Hu Huanyong’s line mainly results from the increase of rainfall, extreme precipitation and the melting of glaciers under the background of human activity magnification.     

从地学规律和可持续发展看长江分蓄洪区建设

分蓄洪区是平原防洪的一种重要措施。20世纪50年代，我国在长江中游地区共规划分蓄洪区14处，其中荆江分洪区、洪湖分蓄洪区和杜家台分洪区为国家确定的重点蓄滞洪区。随着长江上游三峡等一系列大型电站的兴建，中游堤防加固工程的实施，长江中游仍需要200×10\+8m\+3分蓄洪区。基于地学规律和长江中游目前的 防洪形势，从有效的防洪功能和可持续发展相结合考虑，建议取消荆江分洪区和其它一般分蓄洪区，仅保留洪湖分蓄洪区和杜家台分洪区，重点建设洪湖分蓄洪区。建议按照“梯级化”和 “垦殖和养殖区”进行洪湖分蓄洪区规划和建设。     

退田还湖对鄱阳湖洪水调控能力的影响

利用实测资料统计了鄱阳湖近50年来湖盆形态和洪水水情的变化,表明由于围垦的作用,1954~1992年鄱阳湖面积共减小1 300 km2,容积共减少81×108 m3,调节系数从17.3%下降到13.7%,调洪能力降低20.8%;20世纪90年代与50年代相比,年最高水位平均值抬高1.80 m。计算了退田还湖对近50年来两次特大洪水（1954年洪水和1998年洪水）最高水位的效应值,表明分别可使1954年洪水和1998年洪水的最高水位降低0.72 m和0.68 m。估算了退田还湖对鄱阳湖洪水位频率的影响,表明50年一遇和100年一遇的洪水位分别可降低0.63 m和0.68 m。计算还表明,高水还湖（单退）降低洪水位的作用与圩区还湖前夕的内涝程度密切相关,说明及时排除圩区的内涝对保障退田还湖的防洪减灾作用至关重要。分析了退田还湖面临的主要问题,分别是高水还湖圩区的内涝问题和平垸行洪（双退）圩区的血防问题;探讨解决这两个问题的具体对策,分别为单退圩堤采用“限高加固,排空待蓄”的运作方式,双退圩堤采用“敞开进洪,兼顾血防”的运用方式。     

我国洪灾发展特点及成灾机制分析

洪涝灾害是一种严重的自然灾害,无论是它发生的普遍性和破坏性,还是它发生的经常性,都居各种自然灾害之首,本文利用大量数据对我国洪灾发展的特点进行了分析,并指出：与历史相比,近年来我国洪涝灾害呈“频发,灾重”的趋势。对洪水的成灾机制进行了介绍,并将诱发洪涝灾害的原因分自然和人为两个方面进行了比较全面的论述。     

1961~2015年西南地区降水及洪涝指数空间分布特征

利用西南地区98个气象站连续完整的日降水序列数据，整合降水强度、持续性指数及等级指数形成降水指数体系并研究该区域降水及洪涝指数的空间分布特征，得到以下主要结论：（1） 1961~2015年，西南地区年降水量（PRCPTOT）与极端降水量（R95PTOT）都呈现出“东多西少、南多北少”的分布形态；持续降水日数（CWD）则表现为“南高北低、西高东低”的分布格局。区域多年平 均PRCPTOT、R95PTOT、CWD分别以-13.12 mm/10 a、1.34 mm/10 a、-0.29 d/10 a的速率变化。（2）西南地区不同等级降水日数具有相似的空间分布特征，均呈现出“南高北低、东高西低”的分布形态。（3）西南地区洪涝强度指数呈由东北向西南递减的分布特征；降水总量越多的地区，洪涝强度反而越低，主要由于单站洪涝强度表征的是降水的波动情况，降水量越多波动越不明显。21世纪以来，该 地区洪涝等级以重级为主，2010年以来连续多年出现特重级洪涝。此外，洪涝强度越大，区域性年度灾害等级越高。该研究对于掌握西南地区极端气候变化规律，从而服务于防灾减灾具有一定的理论意义。     

1998年长江大洪水与大气环流和海温异常分析

概述了引起１９９８年长江大洪水的雨情，从天气气候角度分析了１９９８年长江流域降水异常偏多的原因。指出了最直接的原因是副高移动的反常，特别７月１５日以后副高突然南撤南海季风爆发晚，南亚和东亚季风强度偏弱、夏季赤道辐合带偏弱热带地区台风生成少、生成时间晚，     

河南省汛期极端降水事件分析

利用河南1961～2006年50个气象站台站汛期（6～8月份）逐日降水量资料，定义95%降水分位数为极端降水事件的阈值，建立不同站近46年汛期极端降水事件发生频次的时间序列。在此基础上采用趋势分析、最大熵谱分析等统计技术方法，对河南降水事件发生频次的空间分布及年际变化特点进行了分析。结果表明：空间变化上总体具有北多南少的特点，而且汛期降水量的比重与极端降水事件发生频次的高低存在着很好的一致性；空间分布上主要有全省一致型、西北 东南型、南阳盆地型和中部分布型等4种类型，其中全省一致分布型为最主要的空间模态；年际变化趋势各地有所不同，豫西、豫南区为减少趋势，而豫中、豫北、豫东和豫西南区表现为增加趋势，而且在振荡形态上各有同异，以2~8年和10年左右的年代际变化最为普遍。     

区域洪涝灾害恢复力时空演变研究——以巢湖流域为例

提高自然灾害恢复力是应对气候变化和自然灾害的重要途径之一。在总结自然灾害恢复力研究的基础上,全面考虑自然、社会、经济、技术、管理等5个维度对其的影响,构建巢湖流域洪涝灾害恢复力评价指标体系,并基于ANP分析方法求得非独立指标间的权重,评价巢湖流域洪涝灾害恢复力,进而分析2000~2010年之间巢湖流域洪涝灾害恢复力时空演变规律,以期为提高巢湖流域洪涝灾害恢复力水平提供有价值的参考。研究结果表明,2000~2010年巢湖流域大部分地区洪涝灾害恢复力指数都在增长,但增长速率存在不同地区、不同维度上的明显差异;从流域平均水平来看,10 a间巢湖流域洪涝灾害恢复力指数在增长,其中自然维的指数是下降的,其他维度的指数为增长,并且对巢湖流域洪涝灾害恢复力增长正向影响最大的是经济维影响因子,而自然维的影响因子对恢复力增长起到了负向作用;2000~2010年巢湖流域洪涝灾害各等级恢复力分布格局变化不大,但其他地区与合肥市辖区恢复力的差距在拉大。     

鄱阳湖圩区滞洪与水土资源利用协调

鄱阳湖区有圩堤564座,保护耕地近4200km^2、人口720多万。圩堤对保护湖区人民生命财产安全起到了积极的作用,但有些圩堤占据了湖泊的正常行洪通道,给湖区防洪带来了不利影响,对这些野区应当平圩还湖。还有些中小型野区没有占据湖泊的正常行洪通道,但在洪水期间经常遭受洪水淹没,对这类好区应根据实际情况实施“高水还湖滞洪,低水种植养殖”的运用方式,以缓解鄱阳湖区人多地少的矛盾。从洪水水力学基本理论出发,根据鄱阳湖洪水特征和好区实际情况,定量分析了因中小野区滞洪而降低湖水位的幅度、减少湖周边的淹没面积以及减轻湖区防洪压力,对鄱阳湖可滞洪中小野区“高水滞洪,低水种养”的运用方式进行了探讨,提出了鄱阳湖不同规模的可滞洪野区的滞洪启用水位和启用频率分别为：6．7km^2以下好区为21．65m与10％、6．7—33．3km^2为22．05m与6．67％。建议采用自湖下游至湖上游的野区滞洪启用次序,井对与滞洪需求相协调的好区水土资源利用方式进行了初步研究。     

三峡水库防洪调度运行对洞庭湖区防洪减灾的贡献

位于长江中游的洞庭湖区为中国洪涝灾害频发地区之一。2010年的洪水是长江1998年大水后，也是三峡水库蓄水运用以来所遇到的首次较大洪水，在5次洪水过程中，三峡水库实施了5次防洪调度，较大程度地减轻了长江中下游地区的洪水压力。长江中游荆江既是连接三峡水库和长江中下游河道的纽带，又是沟通洞庭湖的水流通道。基于三峡水库出库流量与荆江三口、洞庭湖城陵矶的水文对应关系，以实测水情、灾情资料为依据，运用对比分析方法，揭示2010年汛期三峡水库防洪调度对减轻洞庭湖区的洪水压力及减少洪涝灾害损失的贡献率。结果表明：6~8月份三口入湖洪量减少约24261×108 m3，湖口城陵矶洪水位降低082 m；湖区减少洪涝灾害直接经济损失约19983×108元，间接经济损失约0638×108元     

长江中游地区洪涝灾害的土地利用思考

长江中游地区是我国长江产业带的腹地和承东启西的重要地区。进入20世纪90年代以来,长江中游地区的洪水屡屡成灾,经济损失越来越大。尽管洪涝灾害的发生与气象、地貌等自然条件密不可分,但人类不合理的土地开发利用对洪涝灾害的影响不容忽视。通过定性与定量相结合的方法分析了洪水位、河流湖泊的调蓄能力、洪涝灾害的经济损失等与土地开发利用的关系,论述了长江中游地区土地利用,特别是围湖造田、围垦江洲、分蓄洪区的开发等,与洪涝灾害的关系,指出长江中游地区不合理的土地利用所引起的河湖调蓄能力的下降是加剧中游地区洪涝灾害的重要因素。据此提出了中游地区减轻洪涝灾害的土地利用对策,如编制易灾区土地利用总体规划、实施“退田还湖、移民建镇”战略、发展“避洪农业”、建设分蓄洪区、提高土地利用率等。最后,分析了实施这些措施的可能性及实施过程中有待进一步解决的问题。     

虚拟水战略背景下的中国农业生产空间布局优化研究

鉴于当前我国虚拟水经济影响研究方面尚较少触及的现实，该研究用虚拟水战略的视角，通过构建定量评价指标体系的方法来探究我国当前农业生产布局的优化问题。首先，用人均农村人口主要农畜产品虚拟水含量指标定量表征我国农业生产空间布局现状，发现我国农业生产空间布局存在明显的“北方多、南方少”特点，其中，高值区由展布在北方地区的黑龙江、吉林、宁夏、新疆等10个省区组成；而主低值区则分布在我国东南和西南沿海一带。然后，为探究虚拟水战略背景下我国农业生产的理想布局模式，提出区域农业生产优势度的概念，分析其影响因素，运用定量评价模型计算各省级区域的农业生产优势度。发现区域农业生产优势度整体上呈现北、西、南三面高，中东部低的宏观态势。其中，高优势度区域呈向东开口的喇叭型结构分布于我国的沿边省份，低优势度区域集中连片地分布在我国地理版图中东部的甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、河南、北京、天津等省市区。最后，构建农业生产布局调整指数作为我国不同区域农业生产优化调整的依据，将虚拟水战略背景下我国区域农业生产划分为布局合理型、布局过密型和布局过疏型三类，分别给出了其农业生产发展的方向。〖     

淮河流域综合治理与南水北调（东线）工程

淮河水系畸形导致流域生态系统脆弱,环境承载力低下,淮河流域可称为生态控制型落后地区,因此今后淮河流域综合治理应以水系统合治理为核心。淮河水系统综合治理的基本原则是“上蓄、中疏、下导”关键是通过河口治理,使下游直流入海,河湖分家。在当今严峻的资源与环境形态下,应当把从５０代国。当作实现中不部地区可持续发展的重要组成部,将与其淮河水系综合治理有机地结合起来。     

四湖地区湖泊水域萎缩及其洪涝灾害研究

采用遥感方法分析了四湖地区的湖泊水域的动态变化,分析结果表明：该地区５０年代至８０年代初由于大规模围湖造田,致使湖泊水域萎缩相当严重。８０年代以后,湖泊水面急剧减少的趋势得到遏制,而９０年代以后,湖泊水面基本处于无显著变化状态。由于四湖地区湖泊萎缩,湖泊的调蓄功能受到严重破坏,致使洪涝灾害频繁发生。恶化了生态环境。因此我们应该全面规划,综合利用湖泊资源,坚决禁止围湖造田,有些地区还应退田还湖。加强     

论中国城市洪灾成因及防洪措施

城市洪水是我国城市灾害中危害最大的一种灾害,文章侧重从自然地理条件与人为因素两个方面分析我国城市洪水灾害的成因,最后有针对性的提出了我国城市防洪的软、硬件工程措施。     

城镇化平原河网区下垫面特征变化及洪涝影响研究

城镇化是人类改变地表最深刻、最剧烈的过程之一,针对平原区城镇化引起的洪涝加剧问题,以浙东沿海奉化江流域中下游平原为例,利用高分辨率遥感影像和地形图资料获取1990~2010年间下垫面特征信息,从土地利用类型、河网水系和地面高程3个方面,分析城镇化过程中平原河网地区下垫面特征变化及其对区域洪涝调蓄能力的影响。研究结果表明:平原区城镇化对下垫面的影响不仅表现为城镇不透水面的增加,径流系数的增大,同时城镇扩张过程中农田和水系转化为城镇用地,而后者具有相对较高的防洪标准,使得新建城区地面高程明显增大,河网调蓄能力亦呈不断减少趋势。洪涝模拟显示以上下垫面变化导致区域可调蓄洪涝的空间逐渐减少,洪涝风险程度加大,并呈现向相对低洼地带转移的趋势特征。     

试论长江中游防洪减灾的工程对策

长江中游洪患自古乃中华民族的心腹大患,数百年来不得治愈的根本原因是没有做到对症下药。从洪患形成的地学环境分析和数百年抗洪经验总结来看,行洪不畅,泥沙淤积和长期以堵为主的抗洪方式是长江中游洪患得不倒根除的主要。疏－疏水和疏水是根治长江洪患的唯一出路,开辟分洪河道,疏沙淤垸降和蓄水分洪是长江中游共减灾的重要措施。     

洪泽湖流域洪涝灾害演变趋势及其与El Nio事件关系

为分析洪泽湖流域洪涝灾害在千年尺度序列上的演变趋势，采用统计历史洪涝记录的方法，分析了气候变化背景下洪涝灾害的响应过程，探讨了洪泽湖流域洪涝灾害同El Nio事件的关系。结果表明：近1 000 a来洪泽湖流域洪涝灾害的频度总体是趋于上升的，这种变化趋势同气候变化的趋势是一致的。研究结果显示：公元1000~1400年洪涝记录偏少，同我国东部地区尤其是中世纪暖期出现的一次200 a以上的干旱化过程有较好的对应性。1400~1800年是洪泽湖流域洪涝的多发期，这一事实同我国东部1550~1850年小冰期期间总体偏湿的环境特征相一致。分析洪涝灾害变化同El Nio事件对应性关系表明：在El Nio事件年及其次年是洪泽湖流域洪涝的多发年份。这可能是由于El Nio事件通过改变西太平洋副高的强度与位置，以及大气环流形势而引起的降水异常所致。了解洪泽湖流域洪涝的演变趋势及其同El Nio的关系对于长期防灾减灾策略具有重要的参考意义。     

长江上游旱涝指标及其变化特征分析

利用长江上游流域51个气象观测站1961～2009年降水资料，计算了各站逐年、四季〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及区域旱涝指数，在此基础上分析了单站〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数旱涝等级划分的合理性，区域旱涝指数的年代际变化趋势，并对区域典型旱涝年的确定及旱涝成因进行了探讨。结果表明：（1）〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及以此为基础构建的区域旱涝指数能较好地反映长江上游流域年及四季旱涝变化，作为长江上游流域旱涝指标比较合理；（2）长江上游流域年及四季旱涝有明显的年代际变化特征，年及四季的干旱指数与雨涝指数基本呈反位相特征；（3）长江上游流域四季旱涝与500 hPa高度场分布形势有密切关系，除冬季旱涝与海温场关系较弱外，春、夏、秋季旱涝均与海温场关系密切。研究结论对长江上游流域可持续发展及三峡水库科学运营有一定参考意义     

论长江洪灾与可持续发展

本文分析了湖北等省份多年水灾资料，并对水灾的成因进行了研究，提出了根治水灾必须走可持续发展道路的建议