LIDAR技术在内陆水系监测管理中应用综述

机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LIDAR)测距系统是20世纪90年代发展起来的高新技术,该系统是集激光、全球定位系统和惯性导航系统3种技术于一体的测量系统,能够快速、精确的获取物体三维数据。文章简要说明了LIDAR技术的基本原理。介绍了国外LIDAR技术在内陆河流监测中的应用,如河网测绘、河漫滩的监测管理、河岸侵蚀监测、洪水监测管理等内陆水系监测管理实例。通过对流域范围的LIDAR点云数据进行滤波与分类,建立数字高程模型,或结合使用地理信息系统、遥感影像、全球定位系统采集的数据,来实现上述实例。简要评述了LIDAR技术在内陆水域监测管理方面的优势,以及当前我国内陆水系监测管理的技术现状。通过国外典型案例说明LIDAR技术在我国内陆水系监测管理中广阔的应用前景。     

青海省洪水变化情况的研究

为了研究青海省洪水变化情况,搜集了青海省内43个水文站的相关数据,其中选取具有长期观测资料的32个水文站资料,采用P-Ⅲ曲线作为其理论频率曲线,并与各站自建站-1974年和建站-2008年的水文计算成果进行比较,结果表明青海省水情发生了较大的变化,且在各水文分区的变化也不相同。     

他山之“石”

今年入夏以来,除了世界杯吸引了众人的目光外,南方大范围洪水灾害亦牵动了亿万人的心弦.     

巴基斯坦洪灾预示未来环境的残酷

<正>《悉尼先驱晨报》2010年8月21日2010年7月20日夜间,巴基斯坦西北边境三个村庄被暴雨引发的洪水中毁。随后,巴基斯坦各地持续普降暴雨,洪灾扩至全国。这场洪灾导致1/5的巴基斯坦人陷入洪水中,大约2000万人(相当于澳大利亚人口总     

太湖山地强降雨事件中不同水体的氮磷负荷分析

夏季暴雨洪水是太湖山区氮磷营养盐流失的主要载体,对强降雨事件中的不同水体农业养分负荷的观测和分析,将有助于更准确地评估农业非点源污染。在台风“麦莎”期间,选择典型山区流域对台风降雨径流过程进行观测。结果表明太湖山地短时强降水事件中,地下径流约占总径流的51％,而对无机氮径流负荷的贡献在80％以上;可溶性总磷在河道径流中的浓度低于在地下水和地表径流中的浓度,显示可溶性磷在汇流过程中被截留,说明可溶性磷的迁移具有流域尺度的迟滞特征。     

明代左佩琰《迁城论》与耀州城的洪水灾害

明末左佩琰所著《迁城论》是中国古代非常稀见的一篇城市洪涝灾害方面的论文,历史证明,该论文提出的迁耀州城以避洪水的观点确实是高瞻远瞩的真知灼见,非常难得。     

河岸带地下水营养元素和有机质变化及与洪水的响应关系研究

河岸带地下水和河水存在复杂的交互作用,地下水和地表水存在明显的补排关系,洪水事件是影响河岸带地下水水质波动的重要水文过程. 以黄河湿地国家级自然保护区孟津湿地为研究对象,通过河岸带地下水营养元素指标(特别是小浪底水库调水调沙期间)野外定位观测,深入分析了河岸带地下水水质变化及其与洪水的响应关系. 结果表明,河岸滩区的农业开发存在明显的氮、磷下渗流失风险. 临近河岸的农耕旱作区,是河流与人工湿地之间一个特殊的氮污染物控制单元,对地下水和河流之间的氮迁移隔离起着极为重要的作用. 在人工湿地,农家粪作为底肥加入可能是磷下渗流失的重要源头,进入地下水中的磷顺着水力坡度还发生着显著的横向迁移,尤其在调水期横向迁移更加明显. 河岸滩区的开发类型及其耕作制度对地下水的硝氮含量产生重要的影响. 在鱼塘区,常年的土壤厌氧环境加重了氮的下渗迁移和积累;在荷塘区,春夏季节,土壤淹没呈厌氧环境,氮迁移和硝化作用显著,在秋冬季节,土壤呈好氧环境,氮硝化作用显著发生,全年氮达到相对平衡的状态;距离河岸50～200 m之间氮的硝化-反硝化作用强烈,是一个高效的微生物氮净化单元. 人工湿地施用的农家粪是有机物流失的重要源头,河岸滩区土壤质地呈沙性,渗透能力强,土壤保水保肥能力差,在此区进行农业活动,尤其是人工湿地开发中大量施用肥料,容易造成土壤表层有机质和氮磷养分因灌溉而导致的下渗流失,进而污染地下水与河水,较由降雨引起的地表径流流失显得更为突出. 距离河道50～200 m的范围是重要的污染净化单元,为典型的滩区地下水-河流的水陆交错带. 该区域的合理保护,对于保护河流水质和地下水水质十分重要.     

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。     

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。     

多变量洪水频率的计算

将Gunbel-logistic模型和Gumbel-mixed模型进行了对比,并解析了不同组合情形下的洪水频率结果。研究表明:当输入的二元变量的相关性不大于2/3时,两模型计算出的重现期值差异不大,当输入的二元变量的相关性大于2/3时,两模型计算出的重现期值存在较大的差异,这是由于此时Gumbel-mixed模型已经失效的缘故,因此Gunbel-logistic模型的应用范围较Gunbel-mixed模型更宽。就Gunbel-logistic模型而言,对不同洪水特征量的组合情形得到的重现期差异较大,所得重现期差异幅度达800年。可见,二元变量的洪水频率计算,模型的选择和洪水特征量组合情形的选取是决定洪水频率结果的主要影响因素。