气候变化对西苕溪流域未来洪水影响研究——Ⅱ.情景分析

研究表明VIC模型在西苕溪流域具有良好的适用性，特别是对汛期洪水的模拟。应用陆面水文模型VIC与区域气候模式PRECIS耦合，探讨了西苕溪流域未来洪水对气候变化的响应。结果表明：横塘村水文站月平均流量与月最大洪峰流量的关系较为密切，相关系数均在0.85以上，在一定程度上可以表征洪水的变化特征；基于PRECIS生成的气候情景，未来时期西苕溪流域洪水对气候变化的响应比较明显，尤其是汛期流量增加趋势较显著；结合P-Ⅲ型分布频率分析，西苕溪流域2021~2050年发生洪水极值事件的频率及量级都较基准期增大，且A2情景比B2情景相对更容易触发较大洪水，基准期50 a一遇洪水在未来两种情景下分别缩短为27 a一遇和32 a一遇，说明流域洪水对于气候变化的响应程度增大。     

气候变化对西苕溪流域未来洪水影响研究——Ⅰ.VIC模型评估

可变下渗能力模型VIC是基于单元网格的分布式水文模型，易于与气候模式进行耦合，从而揭示气候变化对水循环的复杂影响，为分析气候变化情景下流域洪水的响应特征提供技术支撑。作为研究工作的第一步，构建了基于5 km×5 km网格分辨率的西苕溪流域VIC径流模拟模型。利用流域出口横塘村水文观测站1990~2000年日流量观测数据并结合西苕溪流域的汇流特点，采用Dag Lohmann汇流模型进行参数率定和验证。模拟结果表明：VIC模型对西苕溪流域日、年径流量的模拟值与观测值吻合良好，率定期和验证期的多年平均年径流相对误差Er分别为077%和343%，模拟日或月流量的确定性系数和Nash Suttcliffe系数都大于075，特别是对洪水年汛期流量过程的模拟，确定性系数均大于080，模型对洪水的模拟可信性较高     

长江中下游湖泊保护和管理的若干建议

长江中下游地区是我国面向21世纪的经济重地,长江是我国唯一具有全国意义的战略水源地,是我国水资源供需平衡的最后防线。然而在自然演化宏观背景下,流域经济的高速发展,大规模开发利用等人类活动的强烈影响,引发了一系列负面环境效应。湖泊湿地生态环境被破坏问题严重,突出表现在生态调节和自我恢复功能大幅度降低,并已造成了严重的生态后果,危及长江水系的生态平衡,影响了区域经济的可持续发展。在大量野外考察和调查基础上,针对长江中下游湖泊湿地当前的生态环境状况及存在的问题,提出了若干对策和建议。     

近60年来气候变化和人类活动对长江中下游水文情势影响定量评价

为了定量评价长江中下游近60年来水文情势变化,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验法对长江中下游宜昌、汉口和大通3个水文站1954～2016年径流量进行趋势和突变检验,采用累积量斜率变化率法,定量评估长江中下游气候变化和人类活动对径流量变化的影响,并运用RVA法对径流量突变前后32个水文指标改变度进行定量评价.研究结果表明:(1)长江中下游宜昌站和汉口站年径流量呈减少趋势,大通站年径流量总体呈增加趋势,总体变化趋势不显著,径流突变点分别发生在2002、2005和2006年,总体上与三峡水库蓄水时间相符;(2)三峡水库蓄水主要影响长江中下游径流年内变化,尤其是对年极值影响最大,且随着距离水库的增加,影响减弱;(3)宜昌、汉口和大通水文站水文改变度分别为55％、46％和32％,长江中下游河流水文情势总体上属于中高度改变;(4)气候变化占对中下游径流量改变贡献程度的70％左右,人类用水以及水库蓄水等人类活动贡献程度约占30％,气候变化是导致长江中下游年径流量发生改变的主导因素.     

洪湖湿地植物多样性与保护对策

在气候变化和人类活动多重因素影响下,自20世纪50年代以来洪湖湿地的生态环境发生了深刻变化.依据多年监测结果,分析了洪湖湿地植物多样性和植被现状,认为湖滨带过度开发、江湖阻隔、旱涝频发、水体富营养化、入侵种泛滥等可能是影响洪湖湿地植物多样性保护的突出问题,就此提出了"退垸还湿"恢复滨岸带湿地、实施水系连通和水资源优化调控、改善水质和积极控制入侵种等对策建议.同时认为,长江中下游河湖水网的自然水文联系是维持区域水生植物多样性的重要基础,应注重域内河湖湿地恢复、提高流域内大小河湖湿地的植物多样性、恢复自然水文过程和水系联系、形成多样性保护的河湖网,才能为流域湿地植物多样性维持奠定基础.     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

长江水问题基本态势及其形成原因与防控策略

不断增强的人类活动与气候变化等自然因素叠加，导致长江水环境、水灾害和水生态问题日益突出。从宏观层面系统剖析了长江面临的干流局部水质下降、湖泊富营养化、三峡库湾和支流水质恶化等水环境问题，小水大灾和平原湖区季节性缺水等水灾害问题以及长江与湖泊生物资源衰退等水生态问题的基本态势，揭示了流域工业化城市化进程加快、土地利用/覆被快速变化、重大水利工程建设和湖泊资源过度利用等人为因素和气候变化等自然因素对长江水问题形成发展的影响，提出了规范空间开发秩序、推进流域综合管理、优化重大水利工程调度等长江水问题防控策略     

太湖西苕溪流域径流变化归因分析

气候变化与剧烈的人类活动正深刻地影响着全球水循环系统,河川径流作为水循环系统中的重要组成部分,也因此发生了显著的变化。为此,以太湖上游西苕溪流域为典型,应用累积距平、线性趋势分析及流量历时曲线等方法,分析1972~2015年流域内的水文气象变化趋势;基于累积量斜率变化分析方法与气候弹性模型,定量揭示降水与人类活动对流域径流变化的贡献率。研究结果显示:(1)1972~2015年间流域年径流量呈减小趋势,并且在1999年发生突变,以此将时间序列划分为基准期与变异期两个阶段。变异期流域年均径流量减少约11.76%,减少幅度较大。(2)流域降水量年际变化趋势并不显著,与基准期相比,变异期年均降水减少约1.43%,减少幅度较小,但流域径流对降水变化敏感。汛期降水量占年降水量比重减少,降水的年内分配逐渐坦化,一定程度上使得产流减少。(3)根据累积量斜率变化率分析方法,降水与人类活动对西苕溪流域径流减少的贡献率分别为26.45%和73.55%,由气候弹性模型计算得出二者的贡献率分别为23.52%与76.48%。两种计算方法结果较为接近,均表明人类活动是导致西苕溪流域径流减少的主要因素。     

2000～2019嘉陵江流域植被覆盖时空变化特征及气候响应分析

嘉陵江是长江水系流域面积最大的一条支流,近年来嘉陵江流域出现严重水土流失,在生态保护工程的实施和气候变化的共同作用下植被覆盖发生了明显变化,研究植被覆盖时空变化特征、未来趋势和影响因素,可为嘉陵江流域生态环境治理提供参考依据.基于MODIS-NDVI时序数据和地面气象数据,借助3S技术和线性趋势分析、Hurst指数、变异系数等方法多角度分析了嘉陵江流域植被覆盖的时空演变特征及未来趋势,并结合Mann-Kendall(M-K)检验与偏相关系数研究气候因子对植被覆盖的影响.结果 表明:(1)近20年来嘉陵江流域植被覆盖总体呈上升趋势,增加速率为2.9％/10a,且空间分布上具有显著差异,表现为上中游偏高,下游偏低;(2)嘉陵江流域植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占88.68％和11.32％,具体表现为陇南陕南地区及中下游东部地区显著增加,流域西北部与南部各市县城区减少;(3)流域北部地区植被覆盖变化的波动性强于南部地区,中东部地区波动最小.(4)嘉陵江流域植被覆盖变化反向持续性较强,植被变化呈持续退化趋势的主要在碌曲县南部与流域南部各市县城区,呈持续改善趋势的主要在广元市剑阁县与苍溪县,其余区域呈由退化到改善的趋势;(5)气温对嘉陵江流域植被覆盖变化的影响最大,且植被NDVI对气温和降水的响应均存在一定的滞后现象,人类活动对植被覆盖变化的影响具有两面性.     

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。     

长江中游平原农业水灾风险管理的制度建设

规避农业洪涝巨灾风险是长江中游平原农业生产发展的必然选择。通过剖析我国农地制度和小规模农户经营的风险特征,认识到我国农地制度存在小规模经营缺陷和缺乏产权激励机制,农户在应对洪涝巨灾自然风险时表现为无能为力,并且现有农业分担风险的外部环境更使农户无法承受自然巨灾风险而被迫成为农业生产经营风险的回避者,因此应对农业洪涝巨灾风险必须在政府主导下实现。提出长江中游平原农业水灾风险管理制度建设安排建议：加强长江中上游地区生态环境建设、保持水土和恢复湿地生态系统;发展避洪农业,实现区域农业结构的优化;实施积极的财政政策,增加农业投入;完善农业保险制度安排,以农业政策性保险分担农业水灾风险,增强长江中游地区农户抵御自然灾害的能力。     

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

2008年1月中旬至2月初，我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件，造成了特大积雪灾害。以湖北省为例，基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料，在GIS的支持下，计算归一化差分积雪指数（NDSI），提取积雪分布信息，并根据不同海拔高度，确定了积雪深度的NDSI分层阈值，实现了3层积雪深度(0～10、10～20 和20～30 cm)的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型，统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90%面积被雪覆盖，其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重，部分地区积雪深度在20 cm以上；水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重，居民点用地也有较大范围的积雪，居民生活受较大影响；2月2日以后积雪面积逐日减少，到2月8日，积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程.     

长江中游荆江高洪水位形成的地质环境分析

万里长江，险在荆江。其高堤防高洪水位（高出堤内地面大于13 m）危险态势的形成,是由于一方面在地质构造控制下堤内地面沉降，另一方面大堤不断加高,荆江洲滩不断淤积抬高和洞庭湖出流顶托，造成同流量水位不断升高，结果是洪水位与堤内地面势差不断加大,形成恶性循环。三峡水库建成后，具有调蓄长江上游洪水的巨大空间和能力，但没有改变形成荆江高洪水位的地质作用及过程。在高堤防高洪水位形势下，加上大堤管涌、岸崩、地震等致灾地质因素的作用，荆江有向北溃决,自然分流的趋势，其中尤以沙市湾迎流顶冲的盐卡段更具有危险性。为避免发生区域性重大地质环境灾害，协调人、地、水关系，给水沙以出路和洪水资源化已迫切地摆在人们面前。     

长江中下游岸线利用对防洪累积影响初步研究

在分析长江中下游岸线开发利用现状及存在问题基础上，分别选取武汉河段和扬中河段作为代表性河段，针对桥梁群和码头群两类主要岸线开发利用形式，开展了涉河工程群对河道洪水位及流场累积影响的数学模型计算分析。计算结果表明，群体工程共同作用后将引起河道洪水位和流场的叠加影响，其影响值及影响范围远大于单个工程，当群体工程的影响积累到一定程度，可能对河道的行洪与河势稳定带来不利影响。建议桥梁群应保持合理的密度，码头群应合理控制港区规模，上下游港区间应保持合理的距离，在岸线开发过程中应制定岸线利用规划，规范涉河工程设计，以尽可能减小对防洪的累积影响     

长江中游防洪减灾系统可持续性评价研究

长江中下游平原地区是我国经济发达地区，也是我国洪涝灾害最严重地区之一，根据长江流域可持续发展要求，提出两个问题，一是长江中下游平原区要走可持续发展之路，如何使区内社会经济发展与洪涝灾害相协调，这属于地区可持续发展问题，二是防洪减灾系统能否持久地发挥作用，为社会经济可持续发展提供保障，即防洪减灾系统可持续性评价问题，首先讨论了防洪减灾系统可持续性评价的基本涵义，提出了可持续性评价的5个准则，即功能持久性，风险最低性，经济可行性，环境可承受性及社会可接受性，其次，以长江中游平原分蓄洪工程为例，提出了相应的评价指标体系；最后，选择有效蓄洪量，蓄洪面积，围堤长度，耕地面积，区内人口，区内安全台面积等为指标，建立了分蓄洪工程可持续性评价模型－均衡规划模型，并进行了实例分析探讨。     

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。     

长江上游洪涝灾害分析及防灾减灾措施

分析了长江上游洪水和渍涝灾害的发生频率、危害程度和演变趋势。在季风环流和山区地形抬升作用下，形成长江上游４个年雨量大于２０００ｍｍ的暴雨中心，使盆周和乌江上游成为雨洪多发区，各大江河汇合口普遍存在洪泛之害。夏季山洪、秋季雨涝、沿江洪水淹没和山区泥石流等水害频繁，且灾害的发生频率和造成的损失有继续增大的趋势，通过对历史灾情的分析，提出了洪涝频率和面积分布。洪涝灾害的危害程度既受天气异常的影响，又与人类活动密切相关。长江上游的防洪抗灾应采取因地制宜、综合治理的方针，即结合大型水库控制、水土保持、农田水利、灾害预警和社会保险等措施消减灾害，其中尤以长江上游防护林和大江河干流水库枢纽作用巨大，可起到削蓄洪水、涵养水源、减少侵蚀和改善生态环境条件的综合功效，是带根本性的流域治理措施。     

长江,黄淮流域近期特大洪水预警和防洪形势

根据太阳黑子活动和长江，黄淮流域１８４０￣１９９４年历史和实测的洪水资料，推断在１９９７年及其前后，长江，黄淮流域很有可能出现一次特大的洪水。同时指出，目前长江、淮河、黄河的防洪形势不容乐观，必须及早采取对策，确保人民生命和财产的安全。