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.     

中国农作物成灾面积的演化趋势及波动特征研究

综合运用经验模态分解法、剩余法和方差分解法,系统分析了1978—2012年中国农作物成灾面积的演化趋势、波动特征及引起成灾面积波动的灾害类型差异和地区差异,旨在为中国农业生产防灾减灾提供科学依据。结果表明:(1)农作物成灾面积"先增后降",旱灾和水灾是主要灾害类型;成灾面积主要分布在长江中下游区,黄淮海区和黄土高原区。(2)农作物成灾面积的波动特征明显,存在3a和8a左右的准周期波动。(3)在灾害类型上,旱灾和水灾成灾面积波动的总方差贡献为91.77%,是中国农作物成灾面积波动的主要灾害类型。(4)从八大粮食产区看,长江中下游区农作物成灾面积波动的总方差贡献率最大,其次为东北区和黄淮海区,应重点关注这几个地区的成灾面积变化和波动。     

30年来我国农业气象灾害变化趋势和分布特征

利用1979-2008年的统计数据分析了我国近30年来农业气象灾害的时间变化趋势和空间分布特征。结果表明:(1)1979-2008期间,我国农业气象灾害的灾情日趋严重,农业气象灾害总成灾面积和成灾比率都呈增加趋势;各类灾害中,旱灾和霜冻成灾面积和成灾比率呈增加趋势,风雹成灾面积和成灾比率变化不大呈略微下降趋势,而1989-1998年段水灾严重。(2)旱灾成灾面积在总成灾面积中所占比例最大(约占总成灾面积的1/2),其次是水灾(约占总成灾面积的1/4),再次是风雹,而霜冻成灾面积最小。(3)在区域分布方面,旱灾灾情华北地区最为严重,其次是东北,再次是西北;水灾和旱灾的轻重程度往往是一个此消彼长的关系,华中的水灾最严重,其次为华东、华南和西南;风雹灾情的轻重程度在我国的分布也有较强的区域性,华北、西北和东北是风雹的重灾区;霜冻分布各区域差异较小,西北和华中的灾情相对较重。     

陕西气象灾害的季节特征

陕西地处内陆腹地,南北狭长,地形复杂。由于多带天气系统交互作用和多种季风热力扰动综合影响,境内气象灾害种类多,发生频率高,影响范围广,灾害季节性强,对国民经济尤其是农业生产的影响大,是多灾害的省份之一。据不完全统计,陕西每年气象灾害成灾农田面积1300多万亩,相当于耕地面积21％,占全国多年平均成灾面积1.9亿亩的7％。其中,干旱最严重,年均成灾面积达600多万亩,占总成灾面积近50％;雨涝(含暴雨和连阴雨)年均成灾面积300多万亩,占总成灾面积23％;冰雹年均成灾面积150万亩,占12％。陕西可分为春季、初夏、盛夏、初秋、深秋、初冬、隆冬等7个自然天气季节。各个季节平均起讫时间、环流特点与主要自然灾害如表1所示。     

1950～1997年我国洪涝灾害成灾面积的分形特征研究

运用分形理论对1950～1997年我国洪涝灾害农田成灾面积序列进行了研究。分析结果表明，洪涝灾害系统的变化具有分形特征，农田成灾面积时间序列的平均可预测时间尺度为8～9年；同时运用R／S分析方法对1950～1997年中各时段农田成灾面积的变化趋势进行了测算，测算结果与实际农田成灾面积的变化趋势十分吻合，表明上述方法是进行洪涝灾害系统分形研究的有效途径。     

中国1950—1995年自然灾害农田受灾与成灾面积统计分析

本文根据《中国统计年鉴》等相关资料，对中国１９５０－１９９５年自然灾害农田受灾面积、１９７５－１９９５年自然灾害农田成灾面积、１９７５－１９９５年自然灾害农田受灾面积与成灾面积之间的数量关系等进行了统计分析，不仅发现中国１９５０年以来自然灾害农田受灾面积与成灾面积在总体上呈现逐渐增大的趋势，而且建立了相关经验关系式。     

1949—1994年中国洪水灾害成灾面积的时序分形特征

作者应用１９４９～１９９４年中国洪水灾情资料,重构了其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,计算得到了分维数。研究表明：洪水灾害成灾面积的时序分布具有分形特征。研究结果为建立洪水灾害成灾面积的时序预测预报模型提供依据。     

不同经济地带旱灾灾情变化及其与粮食单产波动的关系

旱灾是造成我国农业经济损失中最严重的气象灾害,加强旱灾研究已是当务之急。选择旱灾受灾面积占总受灾面积之比、旱灾受灾率、旱灾成灾面积占总成灾面积之比、旱灾成灾面积占旱灾受灾面积之比、旱灾受灾率异常指数等作为旱灾灾情指标,通过对东、中、西三大经济地带旱灾灾情的时空变化规律,及其与粮食单产波动相关关系的分析,探讨了我国粮食生产的波动性及受旱灾影响的区域特征。结果表明,三大经济地带旱灾受灾程度在20世纪70年代以后呈加重态势,且与粮食单产波动系数具有较明显的负相关关系。     

陕西省自然灾害损失年景和评价指标的研究

应用模糊数学系统聚类方法对陕西1949～1990年自然灾害造成的人口死亡、房屋倒塌和农田成灾面积进行了聚类分析,划分出相似成灾年份及相应损失指标,同时通过总损失价值计算进行了逐年损失等级划分,建立了各级等级标准和灾害年景序列。     

1990年全国自然灾害概况及灾情分析

1990年,我国自然灾害除台风、雪冻灾外,其它灾害与上年相比均偏轻。经核定,1990年我国农作物受灾面积5.7亿亩,其中成灾(减产3成以上)面积2.6亿亩,绝收面积5000多万亩;全国有2.9亿人受灾,其中成灾人口1.8亿,因灾被迫转移安置579万人,     

淮河流域洪涝变化的混沌特征

从功率谱结构,Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数,吸收子维数和可预报时间等方面分析了淮河流域洪涝变化的混沌性质,研究表明淮河流域洪涝变化是一类混沌变化序列,洪涝系统是一类混沌为动力系统,系统时初值极端敏感,长期和不可预测,其可报预时间约为５－６年。     

基于GIS/AHP集成的洪水灾害综合风险评价——以淮河流域为例

根据影响洪水灾害风险的致灾因子危险性、孕灾环境稳定性与承灾体易损性,以淮河流域为示范研究区,以县为行政单元,综合考虑降雨、径流量、河流、地形、人口、经济等指标,基于GIS与AHP集成方法得到了淮河流域洪水灾害危险性评价图和淮河流域洪水灾害脆弱性评价图,并采用"加"模型计算公式得到了洪水灾害综合风险评价图,进行了相应的结果分析。     

2003年淮河洪水调度及灾后思考

2003年梅汛期,淮河流域发生了仅次于1954年的大洪水,本文概括了这次淮河汛情特点,总结了安徽各类防洪工程联合调度和科学防控的做法,就洪灾之后的治淮和防洪除涝问题提出了建议与对策.     

流域性洪涝及其指标研究

本文讨论了区域洪涝指标，认为区域洪涝指标应反映出不同洪涝面积和不同洪涝等级对区域洪涝的影响程度，基于这一思想，提出了一个区域洪涝指标计算公式。为了使区域洪涝研究更为具体和可比，本文在分析区域洪涝指标的基础上，提出了流域性洪涝的概念，并以《中国近五年百旱涝分布图集》为基础，建立了淮河流域５００年流性洪涝指标序列及其等级。     

淮河整治方案探讨

从分析淮河问题的由来及症结入手,由50多年的淮河治理引出了需求原则、协调原则、统管原则、投资原则、法规原则和科学治水原则。本文所指的"淮河整治"是:以水治水,顺其自然,兴利除害兼顾,治理开发结合,节流开源并举,利用保护并重,用20年左右的时间,在淮河流域逐步建立适应自然生态环境的水旱灾害减灾体系、维持生态良性循环的水环境保护体系、坚持可持续发展的水资源优化配置体系和适应市场经济体制的水利发展体系。"淮河整治方案"系指建构及运作淮河水系统的方案。这种建构及运作必须既符合自然生态规律,又符合经济社会运行规律,充分发挥经济社会系统与自然生态复合系统的协调互动功能,实现人与自然的和谐共处,达到生态效益、经济效益和社会效益的统一。本文提出的"淮河整治方案要点"对非工程措施和工程措施进行了阐述。     

淮河上游洪水灾害可公度信息系预测

可公度信息系是一种源于天文学的预测方法，其实质是寻求事物发生的经验关系。本文应用此法对淮河上游的洪水灾害进行了预测分析，结果表明淮河上游洪水灾害发生具有２ａ、４ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１９ａ及７１ａ等多种周期，并在１９９７年、２０００年等年份的前后有可能发生大洪水。     

淮河流域洪涝变化可预报时间研究

在先前的淮河流域洪涝变化基本特征、混沌特征、耗散性等基础上,采用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数谱分析了淮河流域洪涝变化预报时间。研究表明,淮河流域洪涝变化长期不可预报,短期是可以预报的,其可预报时间为４￣６年,以４年为较合适。     

大别山区山洪灾害预警模型的建立与应用

根据近年来大别山地区高密度雨量站资料,利用GIS技术形成的更为精细的栅格点坡度和高度数据,得出雨量与山区坡度和高度的具体关系,并由此推算出两个子流域发生山洪灾害的雨量阈值;实时通过数据服务器获取前期逐时雨量资料,形成24 h和6 h雨量,根据雨量关系式求算面雨量,与山洪灾害雨量阈值进行比较,给出是否发生山洪灾害的预警信息;及时发布预警信息,将山洪灾害的预警信息在淮河流域气象中心进行实际应用。     

1991年皖苏洪涝灾害分析与减灾对策—兼论流域综合治理与现代集约持续农业

本文对1991年淮河和太湖流域的洪涝灾害成因和减灾对策进行了概略分析，指出减灾的重要问题是坚持流域综合治理和区域综合开发战略，并推行现代集约农业的技术路线。     

江苏省典型年梅雨洪涝灾害对比分析

梅雨期降水形成的洪涝和枯梅年产生的干旱是江苏省主要的气象灾害.为了能客观地划分各年梅雨的旱涝等级,从而为防灾减灾决策提供依据,利用江苏省近50年来的梅雨资料,考虑梅期持时长短、梅期平均日雨量及暴雨日数等3个因子,给出了梅雨强度计算模型及梅期旱涝指标,较好地反映了江苏省每年各地的梅期旱涝状况.结合实际灾情,确定了典型梅雨洪涝年的标准.针对1954,1991和2003年3个比较典型的梅雨洪涝年,进行了详细的比较分析,结果表明:(1)长江及淮河流域上游的客水、入梅之前的降水量和梅期降水会直接影响该省梅雨期的洪涝灾情;(2)1991年的洪涝是历年来最为严重的,1954年的洪涝稍重于2003年;(3)3个典型梅雨洪涝年中全省最涝的地区都位于沿淮地区或江淮之间地区的北部,淮北地区这3年中都出现了较重的涝灾,淮北南部的灾情重于北部.