气候变化下雄安新区洪涝灾害的风险评估及适应措施

洪涝灾害是雄安新区规划建设重点考虑的问题。特别是在气候变化的趋势下,未来雄安新区是否会发生历史上曾多次出现的严重洪涝,为社会各界所关注。本文通过整理地方历史文献中的洪涝灾害记录,建立雄安新区1949—2018年洪涝灾害灾情数据集,分析了过去70年洪涝灾害事件及其影响等级的时空变化特征。结合1960年以来的降水观测数据,利用logit估计方法,分析了不同时期各种影响因素对于洪涝灾害发生及灾害等级的边际效应,评估了未来气候变化的极端降水增量情景下,雄安新区内涝灾害事件及高等级洪涝发生的风险。研究发现:①雄安新区最近70年有39年发生过洪涝灾害。但从时间变化特征看,自20世纪80年代以后洪涝灾害的发生频率和灾情等级显著降低。从空间分布特征看,发生频次最高的安新县平均2年发生1次,最低的容城县平均10年发生1次。②日最大降水量(或连续最大降水量)、主汛期降水量是影响洪涝灾害发生的最重要降水指标。水利设施对控制洪涝灾害发生的效果显著,地形因素的影响也十分明显。而因洪致灾是导致高等级洪涝灾害事件发生的决定性因素。③在现有水利设施条件下,安新县遭受现50年一遇(177 mm)、雄县遭受100年一遇(208 mm)日最大降水时就可能发生内涝灾害,起步区所在的容城县即使现日降水极值再增加30%,也不大可能发生。④本地极端强降水不足以导致高等级洪涝灾害的发生。只有在发生洪水致灾的同时,当日极端降水强度增加15%(300 mm)以上时,有县域会发生2级及以上洪涝灾害;当主汛期降水量达到355 mm以上时,则可能有县域会发生3级及以上洪涝灾害。本文最后讨论了雄安新区应对洪涝灾害的建设适应措施。     

全球升温1.5℃与2.0℃情景下长江中下游地区极端降水的变化特征

基于长江中下游地区1961~2100年区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟与1961~2005年气象站观测的逐日降水数据,通过统计计算年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率4个极端降水指数,研究全球升温1.5℃与2.0℃情景下,长江中下游地区极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)全球升温1.5℃情景下,年降水量相对于1986~2005年减少5%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加7%、33%和4%;概率密度曲线表明,年降水量均值下降,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值上升,极端降水方差增大;年降水量、强降水量和暴雨日数在空间上表现为南部增加北部减少,极端降水贡献率则相反。(2)全球升温2.0℃情景下,年降水量下降3%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别上升15%、46%和15%;年降水量均值稍有减少且方差稍有上升,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值和方差明显增加;年降水量减少区域位于长江主干以北,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率表现为绝大部分地区增加的空间变化特征。(3)全球升温由1.5℃至2.0℃时,年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加3%、7%、10%和11%;随升温幅度的增加极端降水均值和方差上升;极端降水呈增加态势的范围扩大。因此,努力将升温控制在1.5℃对降低极端降水的影响具有重要意义。     

杭州市暴雨洪涝灾害风险区划

暴雨洪涝灾害是一个多因素耦合的复杂系统,在自然灾害系统理论基础上,根据杭州市1959～2009年的降水资料、自然环境以及社会经济要素,综合致灾因子、孕灾环境、承灾体以及防灾减灾能力,构建区域暴雨洪涝灾害风险评价模型。考虑到降水、地形、水系以及GDP和耕地等因子,通过ArcGIS空间分析技术结合模糊综合评价法,编制以100m×100m栅格为基本评价单元的杭州市暴雨洪涝灾害风险区划图。区划结果表明杭州暴雨洪涝风险东北部高于西南部。杭州暴雨洪涝风险高值区主要在杭州市区、余杭区、临安市、富阳市和桐庐县的富春江流域、淳安千岛湖西南部地区。暴雨洪涝风险高值区主要集中在山谷、河边、江边、人口密集地区等区域。     

杭州市暴雨洪涝灾害风险区划

暴雨洪涝灾害是一个多因素耦合的复杂系统，在自然灾害系统理论基础上，根据杭州市1959～2009年的降水资料、自然环境以及社会经济要素，综合致灾因子、孕灾环境、承灾体以及防灾减灾能力，构建区域暴雨洪涝灾害风险评价模型。考虑到降水、地形、水系以及GDP和耕地等因子，通过ArcGIS空间分析技术结合模糊综合评价法，编制以100 m×100 m栅格为基本评价单元的杭州市暴雨洪涝灾害风险区划图。区划结果表明杭州暴雨洪涝风险东北部高于西南部。杭州暴雨洪涝风险高值区主要在杭州市区、余杭区、临安市、富阳市和桐庐县的富春江流域、淳安千岛湖西南部地区。暴雨洪涝风险高值区主要集中在山谷、河边、江边、人口密集地区等区域     

近45 a来我国农业气象灾害变化特征及其对粮食产量的影响

利用农业部种植业管理司发布的数据,针对近45 a(1970~2014年)来我国农业气象灾害变化特征及其对粮食产量影响的问题,采用数理统计和偏相关分析方法进行了研究。结果表明:黑龙江、山东和河南是受灾和成灾面积最大的省份;山西和内蒙古是受灾率和成灾率最高的两个省份;旱灾是我国主要的气象灾害,洪涝灾害波动明显,沿海地区台风灾害持续上升;东北地区旱灾比重增加,低温灾害有所减轻;华东地区洪涝、低温和台风灾害比重增加;华北地区低温和风雹呈现上升趋势;华南地区台风灾害增长显著;西北地区风雹和低温增加;西南地区旱灾和洪涝走势相反;中南地区旱灾减轻,洪涝加重;气象灾害直接影响到粮食总产量,干旱和洪涝灾害影响尤为明显;气象灾害与粮食产量的关系呈现出先上升后下降趋势。     

“余姚水灾”的人为致灾性——以《余姚市防台风应急预案》启动失误为视角

当强台风"菲特"和超强台风"丹娜丝"在余姚空域聚合,释放超强降水的致灾性时,余姚政府启动的应急响应等级过低,加上其他人为致灾因子的合成,导致"余姚水灾"的发生与持续。纵然有《余姚台风预案》、《余姚气象预案》和《灾害救助预案》等规范,余姚政府的临灾处置不力,在灾害法学意义上,加重了"余姚水灾"带来的各种损害。     

湖南省怀化地区96.7城市特大洪涝灾害成因分析

湖南省怀化地区地形以山地为主,该地区１９９６年７月发生了城市特大洪涝灾害,本文概述了该地区９６．７城市洪涝灾情,并以区域灾害系统论为指导,从孕灾环境,致灾因子,承灾能力和人类活动的不利影响等方面,对这次灾害的成因进行了分析,认煤春主要成因是：（１）易洪涝的山丘区环境;（２）９６．７降雨强度大,覆盖面广,持续时间长的异常雨情和高洪峰水位,流量的异常水情;（３）城市防洪标准低,水利水电防洪效益差和抗洪     

基于情景分析的区域洪涝灾害风险评价——以巢湖流域为例

洪涝灾害是制约区域粮食安全和社会可持续发展的主要因子之一。在风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标权重,通过情景分析技术从降水、土地利用、人口、GDP等方面构建复合情景;应用GIS空间分析技术构建洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究结果表明:2020年巢湖流域洪涝灾害危险性由东南部向西北部减小;合肥市区的洪涝灾害易损性最大,和县的易损性最小。巢湖流域东南部洪涝灾害风险最大,西南部的大别山区风险较小,随着重现期的增大,流域的洪涝灾害风险也逐渐增大。模拟灾害发生的情景,并分析不同情景下的洪涝灾害风险,更能体现洪涝灾害的不确定性和变化性,为流域防洪战略决策研究提供科学依据。     

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。     

1986~2015年中国东南沿海致灾气旋#br# 及其直接经济损失变化特征

将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于1986~2015年浙江、福建和广东省180个致灾气旋路径、灾情以及气象数据，研究致灾气旋发生的频次、经标准化处理的经济损失及风雨的时空变化特征。（1）1986~2015年东南沿海地区致灾气旋频数整体呈上升趋势。广东省致灾气旋发生频次最多，浙江省相对较小，但强度高于台风的致灾气旋发生频次增加显著。（2）浙江、福建和广东省致灾气旋造成的经济损失呈上升趋势，但占各省当年GDP的比重均有所减少，广东省比重下降最为显著；浙江省受致灾气旋经济影响最严重，损失较高的致灾气旋发生概率最大，福建省受致灾气旋影响相对较小。（3）降水量及风速是造成致灾气旋直接经济损失的重要因素，风速是影响广东省经济损失的主要因子，浙江省受降水量变化影响显著，而福建省受降水量及风速影响相对较小。浙江省东部和南部、福建省东北部以及广东省东部和西南部致灾气旋发生频次高，引起风速大、降水多，造成直接经济损失最严重。研究结果有利于深化对东南沿海地区热带气旋基本特征及损失的认识，为中国东南沿海热带气旋防灾减灾政策提供了参考。     

近百年重庆主城区汛期降水及其集中期的变化特征

利用一种改进的定义汛期降水集中期的方法对重庆主城区近百余年汛期降水集中期进行了划分，并分析了集中期的重心日、雨量及其与汛期降水总量的关系。结果表明：近百余年重庆主城区汛期降水量线性变化趋势不明显，阶段变化显著。百余年来发生过两次突变，分别发生于1914年和1925年，分别突变为增加和减少趋势。3 a左右的周期为汛期降水的主要周期。6月为降水集中期重心日发生最多的月份，8月出现相对较少，4月上半月和10月均没有出现过。近百余年重庆主城区降水集中期雨量及其占汛期降水总量的比例表现为线性增加的趋势，它们的阶段性变化比较一致，尤其是21世纪以来近10 a显著偏多。集中期雨量与汛期降水之间存在很好的相关关系，但是在某些特殊年份上也存在差异。15 d滑动统计方法划分的集中期雨量作为一种极端气候事件，具有较强描述灾害事件的能力，但其极端特殊性可能会表现在某些特殊年份或年际间的变化中，充分认识其规律，能为诊断和预测业务提供更为可靠的参考依据     

三峡库区复杂地形下的降雨时空分布特点分析

根据三峡水库坝区周边10个气象站1992~2002年逐日降雨资料,先用比值法将短期考察资料延长,再通过对比、回归等方法,客观分析降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等指标随时间（年内、年际）和地形（高度、坡向）的变化,其特点如下：三峡坝区冬干、夏雨、秋雨明显,近年降雨增多;与武汉市相比,有降雨日多但降雨量、暴雨日及大暴雨日少的特点;降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等多随高度上升而递增;由于受南北边山地阻挡和峡谷的影响,长江以南降雨大于长江以北;水体抑制库周降雨,且夜间比白天明显,强降雨过程比弱降雨过程明显。三峡地区降雨周边山地多于谷底,蓄水后差异将更明显,使地质灾害容易发生,应引起高度重视。     

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,     

基于Copula函数的汉江中上游流域极端降雨洪水联合分布特征

选取汉江中上游流域作为研究对象,根据流域九个气象站点1969~2008年逐日降雨资料以及丹江口水库同时期日入库流量资料,采用年最大值法(AM)和百分位法两种选样方式选取1 d、3 d降雨和1 d、3 d洪量极值样本,分别运用广义极值分布(GEV)、广义帕累托分布(GPD)、伽玛分布(Gamma)3种极值统计模型对样本进行单变量边缘分布拟合,运用Gumbel、Clayton以及Frank Copula函数模型对样本进行多变量联合分布拟合,遴选出描述流域降雨和洪水联合分布规律的最优概率模型。结果显示:对于AM选样样本,边缘分布为GEV时降雨洪量的二维和三维联合分布Frank Copula函数拟合效果最优;对于百分位选样样本,边缘分布为GPD时降雨洪量的二维联合分布Gumbel Copula函数拟合效果最优,三维联合分布则是Frank Copula函数拟合效果最优;比较二维和三维Copula函数模拟结果,三维联合Copula函数推求的设计值更大,说明三维联合分布考虑了更多的变量和极值信息,能更全面地反映极端降雨洪水事件的真实特征,对工程设计更显安全。     

上海地区台风灾害损失评估

台风是一种生成于热带或副热带洋面上的破坏性很强的天气系统。历史上台风对上海曾造成较大的影响和经济损失。利用上海气象站风、雨观测资料、上海基础地理信息数据、上海社会和经济数据以及台风灾情资料,利用逐步回归方法建立了上海台风灾害损失评估模型,并开展了上海台风灾损的年际变化和地区分布差异评价。结果表明建立的台风灾害损失评估模型可以用来进行台风灾损评估。近50 a来上海台风灾损度的变化趋势不明显,上海地区因台风影响造成的损失以沿海的崇明、南汇最严重,其次是地势低洼的青浦、金山和松江,中心城区和闵行台风灾损最低。由于历史台风灾情资料记载的不完整性和本评估未充分考虑上海社会经济发展及自然灾害防御能力的提高对台风灾损的影响,评估结果还具有一定的不确定性。深入综合考虑台风灾害致灾性和当地社会经济发展变化,建立更科学的台风灾害损失评估模型,是今后的研究方向     

湖北省2009年冬末连阴雨过程特点及影响分析

2009年冬末湖北省出现了历史少见的长达13～19 d的连阴雨天气过程，通过实时监测数据与历史同期比较以及连阴雨极端天气气候事件指标监测，结合影响和灾情资料以及有关行业标准，对这次过程的天气气候特点、发生程度、成因和影响进行初步分析。结果表明：（1）此次连阴雨过程具有出现时间早、持续时间长、雨量大、气温低、寡照的特点，并伴有雷暴、冰雹、冻雨及雨凇等灾害，江汉平原中南部和鄂东连阴雨过程达到极端气候事件标准；（2）连阴雨过程主要是由东亚地区大气环流出现了异常变化或调整引起的；（3）连阴雨对农业、居民生活、交通、商业等产生较严重影响，并诱发局部地区的地质灾害，灾害后续效应在农业病害发生发展上已经显现。     

江浙沪地区历史重大洪涝灾害情景下的人口和GDP物理暴露量分析

利用江浙沪地区1644～1949年洪涝灾害数据库,基于年受灾县次,对该地区历史重大洪涝灾害年进行了辨识,并以历史重大洪涝灾害为情景,对其重现于2010年的人口和GDP物理暴露量进行分析,得到以下结论：(1）按受灾县次划分,1644～1949年江浙沪地区重大洪涝灾害频率在50～100年一遇的为1670年、1683年、1804年;100～300年一遇的为1823年、1849年;300年一遇的为1931年;（2）重大洪涝灾害暴露区主要集中于长江三角洲地区;（3）6次重大洪涝灾害情景下,人口物理暴露量基本超过2010年该区人口总量的40%,而GDP物理暴露量则几乎超过了其总量的50%;（4）江苏受灾最为明显,上海受灾幅度波动最大,尤其是在100年一遇洪涝灾害前后受灾影响差距很大,浙江受灾影响相对稳定;（5）该区人口、GDP物理暴露量并不一定与受灾县次呈典型的正相关关系,可能与其人口、经济分布格局等因素有关     

1961~2010年中国大尺度区域暴雨时空分布特征研究

长时间大范围的区域暴雨作为一种极端天气气候事件，是人民生产生活的一大威胁，已成为社会和学界的关注焦点之一，亟需研究中国长时间序列区域暴雨的时空演变特征。通过定义的区域暴雨事件，选取持续天数、影响站点数、最大日降雨量和最大累积降雨量4项指标，统计分析了1961~2010年中国区域暴雨的时空变化格局。结果表明：在空间格局上，1961~2010年中国区域暴雨主要分布在黑龙江漠河至云南腾冲一线以东的东部沿海季风区，而西北内陆则无区域暴雨发生；在省际分布上，多集中发生在以广东为首的东部沿海省市；在时间序列上，中国区域暴雨存在准10a（6.5a和13a）的周期振荡，以1997年前后年份发生次数较多，年内多集中在5~9月，且4项指标均在6月份达到最高。     

淠河流域不同强度等级降水变化研究

淠河流域降水时空变率大,深入分析不同强度等级降水的特征和变化,对于全面揭示研究区气候变化、合理有效利用水资源、防治洪旱灾害具有十分重要的意义。基于淠河流域12个气象站1958~2012年逐日降水资料,分析年、季不同级别降水量(频次)的变化特点,以及主汛期(5~9月)连续3d最大降水量的概率分布。结果表明,淠河流域小雨量(频次)四季分布比较均匀,级别越高,降水频次越少,分布越集中,夏季暴雨多发。淠河流域年总降水量增加趋势不显著,总降水频次则显著减少。夏季各级别降水量(频次)均呈增加趋势,其中暴雨增加最显著,冬季总降水频次无明显趋势变化,小雨、中雨量增加显著,春、秋季总降水频次和小雨频次的减少趋势极其显著。淠河流域暴雨量、暴雨频次均在1968年发生增多突变,小雨频次在1975年有极显著减少突变,年总降水量有增多突变,总降水频次则有减少突变。自20世纪70年代后期以来,研究区主汛期连续3d极端强降水出现概率加大,不同重现期极值增大,洪涝灾害风险加剧。     

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。