“山竹”台风影响地区的小时降雨动态变化及危险性动态评估

台风暴雨对台风登陆地区有着很大的影响。为探究台风暴雨事件的具体变化过程,以2018年的超强台风"山竹"为例,分析了该台风登陆我国东南沿海地区前后73 h的逐小时降雨变化过程,并评估了暴雨灾害危险性和其动态变化。主要内容和结论包括:①计算该事件的总降雨量与最大小时降雨强度探究事件的整体特征,总降雨量达到389 mm,最大小时降雨强度达到74 mm,且均发生在广东省境内;②计算小时降雨面积分析此次事件的动态变化过程,同时探究台风登陆前、中、后的平均小时降雨面积比例的变化,发现降雨强度在台风登陆前与中最大,随着台风消退而减小,降雨范围随着台风路径移动并逐渐扩大,在台风消退后逐渐缩小;③评估此次事件的暴雨灾害危险性,高危险区出现在广东与海南部分地区,分析台风登陆前后的危险性变化发现台风登陆后12 h内是暴雨灾害危险性最高的时期。分析此次事件的降雨变化过程及评估其暴雨灾害危险性主要目的是为台风暴雨灾害预测研究提供案例与研究经验。     

气候变化背景下贵州省典型区域设计暴雨再分析及其潜在风险

极端降水背景下的基础设施安全是当前面临的重要问题，喀斯特区域复杂的水汽来源和下垫面条件导致该区域的时空不确定性更高。研究以典型的喀斯特区域贵州省为例，基于最大24 h暴雨量(1951—2019年),在分析其变化趋势和显著性水平的基础上，按照30 a的最低设计资料年限要求，以1980年为初始时段(1951—1980年),逐年分析(1951—1980,1951—1981,1951—1982,……,1951—2019年)各区域典型频率下设计暴雨的动态变化过程和空间差异，并揭示其产生的偏差和潜在风险水平。结果表明：典型重现期水平下设计暴雨变化的显著性水平均明显高于最大24 h暴雨量，其原因是基于PⅢ型曲线推求设计暴雨量时，要求Cs≥2CV的约束条件导致估算结果更大，同时适线时极端值在曲线拟合过程中占有较大的权重；对于同一站点，设计暴雨量与设计频率(或重现期)呈较好的对数关系，并且在相同频率下设计暴雨的极差平均为10%～20%,最大可达45%。因此，设计暴雨的变化趋势比降水敏感，基于不同时段监测资料的设计暴雨量差异较大。相关部门在开展洪水防治相关规划和应急管理时，需要充分考虑上述问题，不能简单地...     

陕西凤县“81·8”洪水灾害及其成因分析

地处秦岭山区的陕西凤县一带,从1981年7月上旬起持续降雨,8月中旬连降大雨、暴雨,至9月13日,在75天内降雨量达729.2毫米,是往年同期降雨量的2.5倍。8月14—22日降雨过程雨量达363.8毫米,覆盖面积9,300平方公里。其间以8月21日暴雨强度最大,降雨量多达106.3毫米,而暴雨中心小五岭最大日降雨量高达213.3毫米。由于暴雨强度大,     

基于信息流理论的降雨指标与滑坡泥石流因果分析

降雨是滑坡泥石流灾害形成与发生的主导因素,但对其间的因果关系却缺乏定量的分析与验证。本文基于重庆地区2004～2016年的滑坡泥石流灾害数据与降水资料,具体分析了灾害与降雨的相关关系;并利用Liang-Kleeman信息流方法分别计算相应降雨指标与滑坡泥石流的信息流,结果表明:重庆滑坡泥石流灾害发生频次与年均降雨量的相关系数分别为0. 51、0. 53,均达到α=0. 1水平的显著性相关;年均降雨量、Pa指数、降雨日数、暴雨频次、暴雨量到滑坡泥石流均存在单向因果关系;暴雨量到滑坡泥石流的信息流最大,是诱发滑坡泥石流的最主要的因素。基于信息流理论的降水与滑坡泥石流灾害的因果分析,不仅为滑坡泥石流灾害降水预报模式提供理论支撑,也对提高滑坡泥石流灾害预报预警准确率以及开展防灾减灾工作具有重要意义。     

甘肃舟曲三眼峪泥石流降雨临界阈值

合理的雨量阈值指标是区域暴雨泥石流防灾减灾的关键所在。以甘肃舟曲三眼峪为研究对象,采用水文学分析方法,计算了不同降雨频率下洪水特征值以及不同规模的泥石流启动降雨量阈值,并将诱发泥石流的降雨预警级别划分为红、橙、黄、蓝四个预警级别和两个预备预警级别。结果表明:三眼峪小流域在前期干旱和一般条件下泥石流红色Ⅰ级降雨预警值分别为56.10 mm/h和50.86 mm/h,橙色Ⅱ级预警值分别为40.70 mm/h和37.87 mm/h,黄色Ⅲ级预警值分别为31.74 mm/h和29.88 mm/h,蓝色Ⅳ级预警值分别为23.83 mm/h和21.69 mm/h,预备Ⅴ级预警值分别为17.31 mm/h和15.69 mm/h,预备Ⅵ级预警值分别为10.16 mm/h和9.48mm/h。同时建立了在前期一般和干旱两种条件下,不同预警级别的泥石流降雨雨强与历时阈值关系,研究成果可为区域减灾防灾和科学研究提供依据。     

浙江乐清仙人坦泥石流的形成机制

根据强台风场区典型台风暴雨激发泥石流的地质背景条件和土体应力、滑坡稳定性的时空分布特征,分析了强降雨动力因素,特别是前期降雨量值和后期降雨量值启动滑坡泥石流时的拐点,探讨了台风暴雨过程中泥石流发生的不同阶段及与地质地貌特点和降雨量值间的相互关系,分析了浙江东南沿海台风影响区暴雨激发泥石流灾害的成因机理,提出相应的工程防治措施.     

暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理研究

传统非稳态非饱和渗流地质灾害的影响机理研究方法,通过非饱和土力学方法分析滑坡体在降雨条件下的动态稳定性,未全面监测滑坡地质灾害发生前期的降雨和温度情况,无法有效分析地质灾害的影响机理。提出暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理研究方法,采用日综合降雨量值和温度值作为判断地质灾害的预警依据,分析不同滑坡灾害预警等级的日综合降雨量和温度,耦合地质灾害影响机理模型,综合考虑地质灾害前期降雨量、降雨强度、温度、地貌以及生态环境对地质灾害的影响,准确分析暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理;通过地质灾害预报预警流程,实现地质灾害的预报预警。     

甘肃省暴雨洪水时空分布及风险评估

利用甘肃省1951-2008年的降雨资料,基于GIS平台进行了暴雨洪水灾害的时空分布特征分析,基于层次分析法建立了区域暴雨洪水灾害风险评估指标体系,对甘肃省暴雨洪水灾害进行了风险评价。研究结果表明:(1)甘肃省58 a中只有3 a没有暴雨记录,其他年份均有暴雨发生,甘肃省记录的日最大降雨量为167 mm,发生在平凉市;(2)近60 a来甘肃省暴雨量在空间上呈现从西向东逐渐增大的态势,累计暴雨量以庆阳市为最高,依次为平凉市、天水市和陇南市;(3)甘肃省暴雨洪水灾害综合风险最高的地区为临夏州、天水市、平凉市、庆阳市部分地区、兰州市局部地区和陇南市部分地区,其面积为2.95万km~2,百分比为6.77%;中等及较高风险地区面积分别为6.57万km~2和4.64万km~2,其面积百分比为15.05%与10.62%;较低和低风险区所占面积为29.51万km~2,所占面积百分比为67.56%。(4)甘肃省暴雨洪水灾害高风险区面积不大,但危害性较高,这些区域为该省主要的人口聚集地和重要的农业生产基地,对社会经济发展的影响较大,而综合风险较低的区域则多为戈壁滩和沙漠,人类活动较少,对社会经济影响较小。     

城市化对济南市汛期降雨特征的影响

在介绍济南市城市化发展水平及暴雨特性的基础上,选用济南市黄台桥、燕子山、东红庙、吴家铺和刘家庄雨量站1977-2007年汛期降雨资料,通过趋势线、距平统计、双累积曲线等方法,对济南市区汛期降雨量进行了统计分析,并对济南市城区、郊区的降雨时空特征进行对比研究。研究结果表明,城区多年汛期降雨量表现出较强的波动性,但整体上升趋势较为明显,尤其是改革开放早期的降雨量增长较为迅速。城市化对济南城区产生了较为明显的雨岛效应,城区比郊区降雨量增加约10%。城市化对降雨的频次以及雨型均造成了较大的影响,增加了各种降雨强度等级的降雨机率,城区比郊区的降雨机率增加10%以上,特别是暴雨以上的降雨场次增加了22%。     

福建省不同短历时暴雨变化特征及天气背景分析

利用福建省17个气象站1964—2012年逐日逐分钟降水数据,构建1 h、3 h、6 h暴雨频数和暴雨极值序列,研究不同短历时暴雨频数和极值的空间分布特征以及年代际气候变化特征,并对暴雨形成的天气背景进行分析。结果表明:福建省沿海地区不但暴雨频数多,且强度强;西部地区虽然暴雨频数相对较多,但强度相比沿海略弱;中部地区暴雨频数及极值均属全省最少的地区。各短历时暴雨频数和极值均表现为一定的增加趋势,其中6 h暴雨频数、1 h暴雨极值增强最显著。突变分析表明1 h暴雨频数和极值在20世纪90年代初期突变,3 h和6 h在20世纪80年代末期突变,表明近20多年来福建省短历时暴雨增强增多。内陆地区短历时暴雨的天气背景主要是锋面暴雨,各历时频数占总频数的70%以上;沿海地区1 h历时锋面暴雨频率为50%左右,多于台风暴雨,随着历时的增加,6 h时锋面与台风暴雨的频率相当,或台风略大于锋面暴雨。     

基于极值降雨假设法的城镇地质灾害风险性评价耦合模型研究——以安康市岚皋县官元镇为例

选取安康市岚皋县官元镇为研究区,以斜坡单元为评价单元,采用信息量-支持向量机耦合模型进行地质灾害易发性评价,根据自然断点法完成易发性分区;基于极值降雨假设法分别计算大雨(35 mm/24 h)、暴雨(75 mm/24 h)、大暴雨(175 mm/24 h)和特大暴雨(250 mm/24 h)4种工况下斜坡的危险性指数,并开展相应工况下危险性区划;采用TOPSIS法计算易损性指数,开展地质灾害易损性分区。综合采用信息量-支持向量机模型、极值降雨假设和TOPSIS法构建研究区风险性评价耦合模型,根据自然断点法划分4种降雨工况的地质灾害风险性分区,将风险区划为极高风险区、高风险区、中风险区和低风险区。     

基于TRMM数据的京津冀暴雨风险评估

对卫星降水数据TRMM 3B42-V7在京津冀地区的适用性进行了分析,利用2008-2012年的TRMM,并以致灾危险性因子、孕灾环境因子、承灾因子为评估体系,选取连续两日暴雨天数、暴雨日数、暴雨量均值、5 a的4月至9月降水季年值、坡度及综合GDP等6项指标,采用快速聚类方法对京津冀暴雨风险进行了评估。结果表明:(1)高分辨率的TRMM卫星数据能较好地反映京津冀地区的真实降雨特征,对暴雨事件的判断及降水量值误差控制良好。(2)聚类分析将整个研究区域分为4个子类:第1,2类暴雨风险较低,第3,4类暴雨风险较高;京津冀中部东北-西南方向及其东南向延伸的大部分地区为暴雨风险高的区域,应注重防范由暴雨引发的山地灾害及城市内涝等灾害。     

容县2010年6月滑坡灾害降雨阈值研究

大暴雨常引起群发性滑坡灾害的发生,对大暴雨引起的滑坡进行预警显得尤为重要,而确定诱发群发性滑坡的降雨阈值是预警的关键。在容县2010年6月初暴雨及其诱发的滑坡数据基础上,分析降雨和滑坡发生数量的相关性;采用降雨强度-降雨历时模型的统计分析方法,建立不同滑坡发生概率的降雨强度-降雨历时阈值线,且用ROC方法对阈值线进行检验。研究结果表明：滑坡发生数量和降雨量相关性为0.507;采用ROC方法分析得到滑坡发生概率为10%、50%、90%,阈值线的准确率分别为0.70、0.75、0.39,漏报率分别为0.05、0.23、0.93,误报率分别为0.75、0.29、0.04;综合以上指标,将50%阈值线作为研究区的阈值线,并进一步分析该线在不同日数下诱发滑坡的降雨阈值,作为容县群发性降雨型滑坡灾害预警分析。     

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。     

基于模糊综合评判的汶川8.0级地震重灾区滑坡泥石流气候风险评估

用1971-2000年的30年逐日降水量资料,按旬统计汶川地震重灾县5-12月各旬的雨日、中雨日、大雨日、暴雨日的平均日数和气候概率,根据地震重灾区实际地质环境条件,降低强降雨强度条件,基于模糊综合评判法,按照最大隶属度原则对汶川特大地震重灾区的39个县进行地质灾害时空气候风险评估。结果表明:重灾区的地质灾害气候风险指数值存在两个高值期间,一个是5月中旬至7月上旬,另一个是8月下旬至9月下旬。而10月下旬至次年4月,重灾区降雨明显减少,绝大部分地区没有地质灾害气候风险;从地域分布来看,高风险区域主要集中在重灾区的西部和中部,风险等级为3～4级(风险较大或很大),东部地区风险等级为1～2级(中等风险或风险较小),但7月下旬高等级风险区位置集中在重灾区的南部和东部。     

基于PPD的辽宁省暴雨灾害风险分析

根据辽宁省1976-2006年逐日降水和暴雨灾害损失数据,基于自然灾害风险理论,利用PPD(可能性-概率分布),分析不同等级暴雨发生的可能性;通过建立灾损指标体系获得暴雨灾损指数,结合Arc GIS技术,进行了辽宁省暴雨灾害风险评价与区划。结果表明:1辽宁省暴雨发生的可能性,随暴雨等级的增加而降低,主要发生一到四级暴雨,五级暴雨很少见,而发生2~5级暴雨概率基本由东南向西北递减(一级由西北向东南递减);2全省而言,暴雨灾害损失及风险与暴雨发生可能性区域分布特征总体吻合,即呈现南高北低、东高西低、由东南向西北递减的趋势;3PPD适用于风险分析中计算致灾因子发生的可能性,因为以该模型为基础的研究结果与近年来辽宁省暴雨发生风险事实一致。     

湖南省降雨型地质灾害致灾雨量阈值分析

湖南省是是全国地质灾害最严重的省份之一。基于1980-2007年湖南97个常规观测站逐12 h、逐日降雨量资料和同期发生的地质灾害及湖南灾害大典记录的地质灾害信息,在计算地质灾害发生前1~9 d的有效雨量的基础上,判别和筛选了由降雨引发的地质灾害,并引入合理的判别系数判定了致灾的不同降雨类型,从而得出了不同降雨型地质灾害的阈值。研究发现2 142条有效地质灾害信息中,64.6%属于降雨型地质灾害(共1384例),其中又有91.4%由短期降雨造成,8.6%由长历时降雨造成;结合致灾雨量阈值给出的不同类型降雨对地质灾害发生的贡献率、雨量阈值和灾害发生频次的分布图,直观显示了全省分县致灾临界雨量及不同降雨型地质灾害的高发区域。     

山西西部地区黄土地质灾害与降雨的关联性分析

通过实地调研,收集了大量发生于山西西部地区的黄土地质灾害案例及其相应的降雨资料,统计分析了黄土地质灾害与降雨类型、降雨强度、降雨持续时间、降雨累积量等的关系,并通过室内直接剪切试验分析了该地区黄土抗剪强度随含水量增加的劣化规律。统计分析结果表明:宏观上由降雨诱发的黄土地质灾害占灾害总数的75%以上,且主要发生在6-9月,降雨诱发的地质灾害以滑坡、崩塌为主;10 d内连续降雨诱发的黄土地质灾害占降雨型灾害统计总数的76.9%;前期累计降雨量越大,黄土地质灾害发生频次越高;黄土滑坡、崩塌地质灾害的发生与前36 h的降雨量、降雨特征有关。试验结果表明:黄土地区大量雨水渗入土体会降低其抗剪强度,主要表现为随着含水量的增加土体的黏聚力急剧下降,从而导致滑坡、崩塌等地质灾害的发生。     

基于SWMM模型的城市洪涝过程模拟及风险评估

以SWMM模型作为研究基础,建立了西安市沣西新城区洪涝过程模型,对由暴雨强度公式和芝加哥降雨过程线合成的不同重现期、历时120 min、雨峰系数为0.4的降雨情景开展洪涝过程及其风险评估研究。计算结果表明:该区域设计的排水管网可抵御3年一遇暴雨,但高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝;溢流最严重的节点在重现期为T=10年暴雨中最大积水深约0.20 m,对城市影响程度不大,但在T=20年暴雨中最大积水深可达0.56 m,可引起严重灾情。根据积水深度模拟结果,可初步判断出在T=20年暴雨过程的特定时段(75~105 min)内,积水会导致以溢流节点为中心10 m范围内的行人和车辆失稳。     

基于PSR和AHP方法的西安市城市内涝脆弱性评价体系构建与脆弱度评估

本文基于灾害系统理论和"压力-状态-响应"模型(PSR),构建了城市内涝脆弱性指标体系。利用2010、2012、2016、2017年共4期西安市统计年鉴数据提取了西安市城市内涝脆弱性指标,使用AHP(层次分析法)计算指标权重,提出城市内涝脆弱度指数,并综合分析评价了西安市城市内涝的脆弱程度。研究结果表明:自然和社会状态对城市内涝的脆弱性起决定性作用,外在压力和后期响应作用次之。其中,水面面积、排水管网密度、坡度、暴雨强度是对城市内涝脆弱度影响最大的因子,均大于10%;建成区面积、暴雨次数、人口、从业人数、投入资金、绿化率、GDP、防洪堤长度对城市内涝脆弱度的影响一般,影响力在2%-9%之间;年降雨量、年降雨天数、道路长度对城市内涝脆弱度影响较小,均小于2%。西安市4期的城市内涝脆弱度指数均为较低水平,说明西安市的城市内涝脆弱度指标平稳,灾害风险小,比较适宜人居。西安市城市内涝脆弱性评价,对区域城市管理、灾害预警、推进海绵城市建设等具有重要意义。