不同热力背景对城市降雨(暴雨)的影响(Ⅰ)──降雨分布的空间差异

如何准确描述和预测降雨（暴雨）的空间分布，已成为城市减灾防灾的重要内容。本文探讨了利用热信息研究城市降雨空间分布差异的方法．在遥感、ＧＩＳ技术支持下，利用对不同时期夏、冬季热图像的主成分分析和图像分割，将上海市１９５８～１９９８年热环境划分为自然、低温、高温３种不同的热力背景．在此基础上，就不同热力背景对城市降雨（暴雨）分布空间差异的影响规律进行了研究，为建立城市降雨空间差异预报模型奠定了基础．     

不同热力背景对城市降雨（暴雨）的影响（Ⅲ）：—基于人工神经网络的集成预报模型

在对降雨系统时序规律分析的基础上,提出了基于人工神经网络的集成降雨时序分析与预报模型,根据上海市降雨和实际测点布置的特点,提出了两套降雨预报策略,根据热力背景的不同,建立了城市降雨空间差异预报模型,经初步验证,该模型具有较高精度,可为城市规划,排水市政工程建设服务。     

不同热力学背景对城市降雨（暴雨）的影响（Ⅱ）：—降雨时序的混沌分析

首先介绍了研究复杂性系统的混沌分析方法,并利用上海城市降雨的时序资料重构了相空间,计算了一系列表征其混沌系数的特征值,对其混沌特征进行了分析,随后,文章进一步探讨在不同热力背景条件下降雨系统混沌特征,研究发现,从自然、低温到高温热力背景其降雨序列之间的可比性依次增大,而表征系统所需的独立变量数目则是依次减小,平均系统可预报尺度依次减小,最大可预报尺度依次增大。     

上海降雨特征及其对城市水情灾害的影响

利用上海降雨资料,分析了上海汛期降雨的变化和最大年日雨量极值的累积分布规律,近期降雨空间分布、暴雨频度和强降雨特征,及气候因子对水情灾害的影响。结果显示,汛期雨量大小对水情灾害影响较为复杂,大暴雨或强降雨是造成水情灾害的重要原因。初步探讨和提出了气候因子的灾害危险评估方法,并对上海各区(县)近期的暴雨灾害影响进行了危险评估;暴雨对上海地区水情灾害影响差异明显,崇明、市中心区和浦东新区暴雨灾害危险较大,南部地区的青浦、金山、奉贤和松江区危险较小。     

不同热力背景对城市降雨(暴雨)的影响(Ⅱ)-降雨时序的混沌分析

首先介绍了研究复杂性系统的混沌分析方法,并利用上海城市降雨的时序资料重构了相空间,计算了一系列表征其混沌系数的特征值,对其混沌特征进行了分析.随后,文章进一步探讨在不同热力背景条件下降雨系统混沌特征.研究发现:从自然、低温到高温热力背景其降雨序列之间的可比性依次增大,而表征系统所需的独立变量数目则是依次减小,平均系统可预报尺度依次减小,最大可预报尺度依次增大.     

山东省多年降雨侵蚀力及其增长率变化分析

收集了山东省23个气象站50年的日雨量资料,结合侵蚀力理论和GIS空间分析方法,分析了山东省各雨量级降雨侵蚀力的时空变化特征和降雨侵蚀力增长率空间差异的原因。结果表明:山东省降雨侵蚀力和降雨量的空间分布相一致,呈现自东南向西北减少的趋势;年平均和各雨量级降雨侵蚀力的变化表现为高值区降低,低值区增加的规律;全省降雨量和降雨侵蚀力的年际变化分别为减少(-0.03 mm/a)和增加(9.00 MJ·mm/(hm2·h·a));暴雨和大雨是山东省降雨侵蚀力的主要来源,而大暴雨侵蚀力增大是多年来降雨侵蚀力呈现增长趋势的原因;ENSO冷暖事件、地形、局部强对流天气和夏秋季东南季风减弱会导致山东省降雨侵蚀力增长率的空间差异。     

区域降雨型滑坡风险分析统计模型研究

较大空间区域内的降雨型滑坡风险分析受降雨情况以及地质地貌条件复杂多样的影响,难以完全量化分析。本文以地层岩性、岩土体结构、地质构造、坡度及河流冲刷等为主要因素建立了边坡危险性区划模型,在重庆地区滑坡与降雨关系的统计分析基础上,建立了重庆地区滑坡前期累计有效降雨量模型与降雨型滑坡预报累积降雨量指标体系,结合对重庆地区降雨概率分布的分析,建立了降雨型滑坡风险分析模型,研究了不同降雨条件、不同边坡危性等级下的年度滑坡风险,验证了所建预报预警模型的合理性和适用性,为城市区域规划和基础设施风险评估与管理提供了定量依据,为一定空间和时间范围内降雨滑坡风险的量化评估提供了有效途径。     

滑坡与降雨关系研究展望

简要介绍了降雨和滑坡在时间上和空间上的分布规律,并在此基础上浅析了滑坡与降雨量、降雨强度、降雨形式之间的关系,以及降雨对滑带土强度参数的影响,最后对滑坡与降雨关系的进一步研究进行了展望。     

基于GIS的上海市社区暴雨积涝模拟研究

随着城市化的推进,暴雨积涝逐渐成为许多城市的主要自然灾害,但当前积涝模型大多基于水动力学方法,需要大量的输入参数,不便于推广和应用。研究采用了积水站数据反算区域排水,并基于简化的城市暴雨积涝模型模拟研究区的积水深度和受淹房屋分布。在此基础上,利用现有灾情资料对模拟结果进行了评估。分析表明,该方法可以较好地模拟五角场街道在一定降雨强度下的积涝空间分布;研究区内积水深度与地表高程密切相关,积水面积和受淹房屋数量都随降雨量的增大而增大,且增幅逐渐放缓,而区内受淹房屋主要为低矮平房、老旧房屋和厂房。     

基于土地利用的城市内涝交通风险评价

近年来,我国城市内涝灾害频发,对城市交通造成了巨大的负面影响。以邯郸市为研究对象,使用空间分析软件Arcgis处理其土地利用数据,将处理过的空间属性数据输入城市暴雨管理模型SWMM,模拟城市雨洪过程,计算城市区域淹没水量,并实现其可视化,绘制不同降雨条件下的邯郸市内涝交通风险等级分布图,并进一步对内涝区域的分布特征进行分析。分析结果表明,邯郸市内涝严重区域的面积随降雨强度增大急剧增加,邯郸市现有排水体系的内涝防治系统无法应对当前20年一遇的洪涝灾情,城市路口的内涝交通风险高于当地平均风险水平。基于此,本文提出改变地表覆被情况、增设蓄水池、改善城市排水系统等可行性建议,对内涝风险灾害预警及其防治具有一定的借鉴和参考价值。     

川藏铁路四川段沿线诱发地质灾害降水阈值研究

利用2009—2019年川藏铁路沿线四川段地质灾害数据、国家气象中心逐小时降水量资料,统计了地质灾害与降水的关系,发现研究区89%的滑坡灾害和96.6%的泥石流均发生在汛期,且地质灾害高发路段位于青衣江暴雨区,与四川地区降水时空分布特征相吻合。分析雨型、降雨强度、前期降雨等因子对地质灾害的影响,发现快速激发,中速激发和慢速激发的地质灾害分别约占33.3%、25.9%、40.8%,表明降雨历时并不是影响地质灾害发生的最直接因子,前期降雨的作用不可忽视;结合环境因子对地质灾害进行了分区,基于降雨历时-雨强(I-D)预报模型建立了川藏铁路沿线四川段引发地质灾害的降水阈值分布。利用该降水阈值的分布特征,检验了2019年引发地质灾害的降水量,发现阈值雨量的判别方法较为科学,具有较强的参考价值。     

天津市城区暴雨沥涝仿真模拟系统的研究

天津市位于黄河水系尾闾，是我国北方重要的工业和港口城市。该市历史上一直遭受洪涝灾害的威胁，加之近几年市区范围不断扩大，不透水面积增加，排水能力远远不能适应城市的发展要求，城市沥涝问题日趋严重。为了掌握天津市暴雨沥涝的规律，减轻洪涝灾害对该市的影响，作者利用二维不恒定流水动力学模型和计算机信息管理及图形技术，采用Power Station Fortran 4.0和Visual Basic5.0编程语言，在Widows98环境下开发了天津市暴雨沥涝仿真模拟系统。该系统首次实现了从城市暴雨预报、监测到城市暴雨沥涝仿真模拟的研究， 不仅能够处理实时的不均匀的降雨信息，还能处理数值预报模型的预报降雨信息。系统的信息前后处理模块用图形方式管理仿真模型的各类信息，方便用户显示、查询和修改，使系统更加完整、实用。     

宁夏汛期地质灾害气象预报预警模型研究

利用近20a宁夏地质灾害及降水资料分析了宁夏地质灾害分布规律,研究了降雨与地质灾害发生的关系,发现连续性降水、短时强降水和暴雨是造成地质灾害的主要气象诱因,并介绍了宁夏汛期地质灾害潜势预报模型及2004年试运行情况.     

天津市城区暴雨沥涝动态仿真模拟系统

天津城区内涝对人民的财产和正常生活,交通等方面造成了一定影响,因此研制了这套天津市暴雨商涝计算机仿真模拟系统,在收集城区雨量站实况降水资料和数值预报模式36h预报结果之后,通过对降水在地面不同走向的数值模拟,客观地反映出每场暴雨过程中城区的积水范围和积水过程,从而可以对暴雨灾害进行科学评估。     

基于灰色理论的黑龙江省暴雨洪涝特征分析及灾变预测

基于灰色理论和气象灾害普查资料对黑龙江省暴雨洪涝灾害时空分布特征进行了分析并进行了灾变预测。黑龙江省暴雨洪涝灾害主要发生在5-9月,其中7月损失最大;1990年以来暴雨次数虽然有所减少,但暴雨洪涝造成的损失却明显增加;黑龙江省暴雨洪涝灾害可划分为严重洪涝区、重洪涝区、中洪涝区和轻洪涝区,严重洪涝区位于松花江及其支流沿岸的大庆市、伊春市、齐齐哈尔市、佳木斯市和哈尔滨市。根据灰色灾变预测理论预测2013年出现严重暴雨洪涝灾害(全省农作物受灾面积≥500 000 hm2、可比经济损失≥50 000万元)的可能性最大,其次是2016年。     

暴雨山洪灾害成因及预报方法

自上世纪80年代以来，黑龙江省山洪灾害频繁发生，经济损失不断增大。分析表明，山洪发生的时空分布特征基本同该省的暴雨分布特征相一致；山洪暴发前3h和24h的降雨量对山洪暴发的影响很大。另外，还探讨了山洪暴雨发生的天气动力成因及预报着眼点。