流域土地利用变化对洪水径流过程的影响

大清河水系土地利用发生了较大变化,并对洪水径流过程产生了影响。选择大清河水系紫荆关流域为研究对象,在对土地利用类型分类的基础上,采用1988年和1996年两期土地利用图分析了土地利用变化情况,除林地和灌木林面积减少外,其他土地利用类型面积增加。利用1984-1996年实测降雨径流资料对SWAT模型进行了率定和验证,并对两期土地利用情况进行了径流模拟,结果表明,土地利用变化使紫荆关流域的年径流减少。     

鄱阳湖冬季水位变化特征及其淹没影响分析

非汛期洪水对湖泊湿地植被结构、生态系统稳定性、栖息环境质量等具有重要的潜在影响。为探究鄱阳湖非汛期洪水规律,基于星子站1953—2013年冬季(12月至次年2月)水位数据,从涨水幅度、涨水持续天数、日均涨水速率等角度分析了近60 a冬季洪水特征,结合MODIS遥感影像探讨了鄱阳湖冬季典型洪水事件的淹没规律。结果发现：2003年后鄱阳湖冬季水位相对2003年前偏低,呈下降趋势;鄱阳湖共发生冬季洪水事件208次,冬季洪水最大涨水幅度6.69 m,涨水持续天数最长达31 d;大部分冬季洪水事件涨水幅度小于2 m、涨水持续天数小于20 d、日均涨水速率低于20 cm/d;短历时慢速洪水、中速洪水为鄱阳湖冬季洪水事件的主要类型;在冬季涨水时期,与鄱阳湖南部湖区相比,鄱阳湖北部、中部受影响较大,淹没范围明显增加。研究表明：鄱阳湖非汛期洪水主要以短历时、缓慢涨水为主,冬季涨水对湖泊中北部低位滩地淹没影响较明显。鄱阳湖冬季水位下降是多因素结果,其中,在2004—2013年人类采砂活动导致的湖盆变化的影响显著,研究结果可为鄱阳湖湿地保护和水资源管理提供参考。     

长江中游降雨径流演变与水旱灾害

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明：长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为：2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。     

鄱阳湖流域洪峰流量和枯水流量变化趋势分析

利用鄱阳湖流域40多年来的实测流量数据，分析了该流域年最大流量、高于阈值的洪峰流量和枯水流量的变化趋势。分析表明，鄱阳湖流域洪峰流量变化的区域差异较大：多数地区趋势变化不明显，修水上游和抚河上游有增大的趋势，饶河流域是趋势变化最明显的地区——年最大流量、高于阈值的洪峰流量的强度与频率都呈现增大的趋势，这与降水量变化的空间分布基本一致；与洪峰流量变化趋势不同，40多年来，整个鄱阳湖流域枯水流量呈现显著上升趋势。这种趋势的变化在很大程度上是该流域气候变化及其对水循环影响的反映，同时也为研究人类活动对径流的影响提供有意义的参考。     

洪水径流系数的尺度效应研究

洪水径流系数是表征降雨径流过程的一个重要参数,以往对径流系数的尺度效应基本上是在坡面或者小流域上进行观测或试验。通过统计滦河流域6个中大尺度子流域汛期的暴雨洪水过程,计算了各场暴雨洪水的径流系数,发现径流系数随着流域面积的增大而减小,并分析了产生这种趋势的原因。结果表明,降雨空间分布不均匀性、单位面积地下径流出流能力及下渗都能引起径流系数的尺度效应。认识径流系数的尺度效应,对于研制开发不同尺度的、具有物理机制的流域水文模型,防洪减灾具有一定的指导意义。     

1998年长江流域暴雨洪水环流背景分析

１９９８年主汛期，由于西太平洋副热带持续偏南、偏强，中高纬度维持稳定的阻塞形势，６、７月雨带长期在鄱阳湖、没庭湖地区徘徊，造成长江中下游地区严重洪涝；８月随着副高北抬，长江上游出现多次强降水过程，长江干流受中下游洪水顶主上游洪峰下泻的影响，水位居高不下，多数水文站出现了超记录的历史最高水位。１９９８年的已成为一次少有的新的长江大洪水的典型。     

洞庭湖区旱涝灾害加剧的气象成因

利用洞庭湖区及湖南四水流域、长江上游地区气象观测资料和各类指标资料,基于统计方法,开展洞庭湖区旱涝加剧气象成因分析,得出如下结论:我国主雨带位置的年代际变化直接影响到洞庭湖区雨水资源的丰枯变化,进而影响到旱涝趋势的变化;东亚夏季风和赤道中东太平洋地区海表温度异常通过对我国主雨带位置的影响来影响洞庭湖区水资源的丰枯;气候变暖背景下洞庭湖各流域雨水资源向丰枯同步转变,易使洞庭湖洪水形成顶托之势或水资源来源枯竭,导致旱涝灾害加重;洞庭湖各流域枯水季节雨水资源减少加重洞庭湖区枯水季节缺水程度。     

基于Copula的鄱阳湖流域水文干旱频率分析

选用游程理论识别了水文干旱特征变量,运用Mann-Kendall(M-K)方法分析了水文干旱特征的趋势变化,并运用柯尔莫哥洛夫—斯米尔诺夫方法(K-S法)选出了最适合的8个概率分布函数;引入当前多变量分析中较常用的Copula函数,分析了中国最大淡水湿地鄱阳湖流域主要支流"五河"的干旱历时和干旱烈度的联合概率特征,并对引起该流域水文干旱特征频率变化的原因及影响作了有益的探讨。研究结果表明:(1)对数正态分布是用于研究鄱阳湖流域水文干旱特征的最佳概率分布函数。(2)赣江流域和饶河流域发生的干旱次数最少,干旱历时最长;抚河流域发生干旱次数最多,干旱历时最短。(3)抚河流域的李家渡干旱历时和干旱烈度发生的频率高于其他地区,饶河流域的干旱历时和干旱烈度发生的频率在鄱阳湖流域是最低的。水利设施和森林覆盖率对干旱烈度降低起到了一定的作用,而农业用地的变化对干旱烈度的加强起到了一定的作用。     

西安市汛期降水变化特征及驱动机制研究

变化环境下城市内涝灾害事件频发,已严重威胁城市居民生命财产安全,汛期降水强度大、持续时间长、影响范围广,是城市内涝主要致灾因子,通过分析城市汛期降水变化特征并进一步揭示其驱动机制,可为城市防洪减灾与水资源管理提供参考。本文采用Mann-Kendall检验、累积距平和连续小波变化等方法分析西安市1951-2017年汛期降水变化特征,采用交叉小波和小波相干揭示太阳黑子、大气环流异常指数北极涛动(AO)、南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺(ENSO)、太平洋年代际振荡(PDO)、北大西洋振荡(NAO)对西安市汛期降水变化驱动机制。结果表明:西安市汛期降水量主要集中在中雨和大雨。汛期降水总量、小雨和暴雨降水量均呈减少趋势,日降水量、中雨和大雨降水量呈增加趋势。汛期降水总强度、日降水强度、月降水强度和不同等级降水的强度均呈增加趋势。汛期降水集中度Q指数呈增加趋势,降水日数减少,汛期降水有更为集中的趋势。汛期降水量存在1958和2002年两个突变点,并且有7-9年的显著周期。AO和太阳黑子对汛期降水的影响最为显著,其次为SOI、NAO和ENSO,PDO的影响相对较弱。AO、SOI、PDO和NAO对汛期降水主要存在正向驱动,ENSO对汛期降水主要为负向驱动。1975年之前太阳黑子对汛期降水有正向驱动,1975年之后则为负向驱动。     

基于GEVcdn模型的珠江流域非一致性洪水频率分析

基于GEVcdn模型(generalized extreme value conditional density network)构建了珠江流域非一致性洪水频率模型。结果表明:多数站点呈非一致性变化特征,主要分布在西江和东江;在某些传统洪涝灾害易发区域,洪水极值序列呈上升趋势,将面临更加严峻的防洪风险。珠江流域洪水集中发生在两个时段,即1960年代和1990年代中期以后;基于非一致性算法的重现期体现出与一致性算法重现期的明显区别;珠江流域主要堤围基于非一致性算法的失败风险明显高于一致性条件下的失败风险而显示出较大的隐患。     

太湖上游的水文特征及灾害分析

分析了1957～1988年太湖上游主要入湖河道的水位和流量变化规律及其与降水量的关系.基于年径流量,对太湖上游河流每年的丰枯等级进行了评价,讨论了太湖流域的洪涝灾害特征,提出了可根据本文所分析结果进行太湖洪涝灾害预测的结论.     

鄱阳湖洪灾特征与圩区还湖减灾运用方式研究

根据水文资料,分析了鄱阳湖入湖五大河流来水与长江水情对鄱阳湖洪灾的影响和鄱阳湖洪水位的频率特征,探讨了湖区中小圩区"高水还湖滞洪,低水种植养殖"的减灾运行方式对湖区防洪减灾可以起到的作用。     

基于GIS的长江中下游地区洪灾风险分区及评价

国内外近几年的发展表明,在所有可能避免和减轻自然灾害的措施中,最简单有效的方法就是通过在科学研究基础上进行风险区划,将自然灾害管理提高到风险管理的水平.在长江流域数字化地图的基础上,选取不同重复期(20,50,100年),及包括1870年历史洪水和1931,1935,1954,1991,1995,1996,1998,1999和2002年共10次洪水,借助Arcview地理信息系统的空间分析和叠加功能,对长江中下游地区的洪水灾害危险性进行了初步评价.首先参考洪水灾害淹没图和相关历史文献记录资料,构建10次洪水受灾县(市)分布图;其次对这10次洪水受灾县(市)分布图进行叠加,得到长江中下游地区洪涝灾害风险性评价图.分析表明:长江中下游地区洪水风险的分布是有规律的,而且具有明显的地理意义.有4个明显的高危风险区,分别是洞庭湖、鄱阳湖两湖平原的湖滨地区和公安以下的长江中游河段的沿江一带,尤其是荆江河段以及两江相夹地势低洼的江汉平原;沿高危风险区外侧为高风险地区,重点在汉江下游、资、沅、澧水、清江流域、皖沿江地区以及太湖流域的部分地区;沿长江于高危风险和高风险地区两侧分别为风险较小地区;其他地区对于洪水灾害而言则为安全地区.评价结果与长江中下游的实际情况基本吻合.     

土地利用变化对城市洪涝灾害的影响

选择经历了快速城市化过程的深圳地区一典型小流域——布吉河流域，使用分布式水文模型就土地利用变化对城市化流域暴雨洪水汇流过程的影响进行了模拟。模拟结果表明，土地利用结构与格局的变化，使得暴雨洪水的最大洪峰流量和洪量加大，汇流时间变短。与1998年相比，2000年在前期土壤较干的情况下，频率为1％，2％和5％的3种设计暴雨洪水的最大洪峰流量，其增大幅度分别为20．2％，23．0％和28．9％。同时，土地利用状况对暴雨洪水的影响还与土壤前期湿润程度和暴雨强度有关：随着前期土壤由较干向较湿润变化和暴雨强度的增大，土地利用状况向城市化方向的发展对暴雨洪水的影响趋于减弱。深圳1980年以来洪涝灾害加剧的统计结果证实了这一模拟结果。     

龙湖水系与郑州市城市防洪关系研究

随着城市化的发展，郑州市城市防洪的压力不断增加，而规划中位于城市下游的龙湖水系是一项集生态、景观、旅游、水资源利用等多种功能于一体的综合性系统工程。本文分析了修建龙湖工程后发生各种重现期暴雨洪水时，与龙湖水系密切相关的城市河道的水情状态;通过水文水力计算，明确了龙湖工程与城市防洪的关系;论证了龙湖参与城市防洪的必要性和可能性，以及参与城市防洪的程度和条件。     

近50年湘江流域干湿气候变化若干特点

采用M-K突变、小波分析、空间变异系数、经验正交函数分解法（EOF）和旋转经验正交函数分解法（REOF）等方法,对近48年来湘江流域40个测站干湿指数（Z指数）进行了分析。研究表明：湘江流域1960年代前期和1980年代为干旱期,1990年代为湿润期。1980年代末有向湿润转变趋势,2003年后又开始向干旱转变。湘江流域干湿的年际变化较小,降水相对稳定,存在3年、6年和10年和21年4个特征时间尺度,且未来几年湘江流域将仍处于干旱期。湘江流域干湿变化具有很好的主体一致性,依据空间异常类型可分为南部、中部、北部和西南部4个区域。     

海河流域近500年大旱大涝时空特征及趋势预测

作者选择记录年代较长、系统性较好、分布均匀的十八个站作为海河流域的代表站，分别统计了近５００年及每世纪、各年代大旱大涝的出现频数，探讨了它的时空分布特征。还根据天文、气候背景制作了１９９５～２０１０年旱涝趋势预测。研究表明，１９９５～２０１０年海河流域大致处于太阳活动２３周的黑子低值位相和第２４周的高值位相之间，同时又处在太阳黑子世纪周期的下降段。从全国旱涝型指数和北京地区旱涝等级变化曲线看，目前海河流域正处于持续下降期，未来将进入湿润多雨阶段     

基于交叉谱分析的气象干旱与农业干旱滞后响应研究

为解决干旱问题、实现区域的早期干旱预测,该文对山东省区域应用交叉谱方法分析气象干旱与农业干旱之间的联系。首先,选取1982-2014年的NDVI和降水量日数据进行5 d平均,采用Savitzky-Golay滤波对NDVI时间序列重建;其次,根据山东省降水量的时空特征,将1 a划分湿润期和干旱期两个阶段;最后,采用NDVI和降水量的交叉谱分析,分别计算干旱期和湿润期的NDVI-降水量滞后响应时间及植被滞后时间空间分布,并探讨影响NDVI-降水量滞后时间的主要因素。结果表明:山东省降水量时空分布不均,由西北至东南方向逐渐增高,且降水量主要分布在5-9月份,占全年总降水量的78%;湿润期的NDVI与降水量多年平均相关系数(平均值为0.58)大于干旱期(平均值为0.40);干旱期的多年平均滞后时间处于11~15.5 d,湿润期的多年平均滞后时间处于15~21.5 d,湿润期的滞后时间高于干旱期的滞后时间,且山地丘陵的滞后时间长度低于平原区;干旱年,鲁西北平原的NDVI-降水量滞后时间较短,湿润年,鲁南和鲁中山地的NDVI-降水量滞后时间较短,且发现植被响应滞后时间与降水量在年时间序列上存在滞后0.16 a的显著相关性。气象干旱与农业干旱传播时间的研究,在实现对农业干旱短期预报的基础上,反映了不同区域植被的干旱脆弱性,有助于管理者对水资源做出及时、合理的调度。     

巢湖流域旱涝时空特性分析

利用巢湖流域14个站点39年(1961~2000年)的降水观测资料,采用Z指数作为旱涝指标,运用地理信息系统(GIS)等方法,对巢湖流域汛期旱涝的时空变化特征进行了分析探讨,其结果表明:巢湖流域旱涝灾害十分频繁,旱涝灾害发生的频率和降水量呈现正相关关系,具有阶段性和周期性等特性,空间分布上存在一定的结构性,巢湖流域北部为易旱易涝区,西部为易旱区,东南部、南部是易涝区,中北部是不易旱易涝区。     

洞庭湖水灾机制和减灾分析

分析了洞庭湖洪涝灾害的成因机制,指出长江三口和湖南四水的来水来沙是制约洞庭湖演变和造成湖区水灾的关键因素,应重点协调江湖关系和湖垸关系,退田还湖,平垸行洪,堵疏并重,泄蓄兼筹,并借助未来的三峡工程来改善湖区的水文环境。