陕南中小河流洪水气象统计预报模型业务化研究与应用

在确定中小河流选取标准及其洪水气象预报等级的基础上,面向中小河流洪水气象预报业务的需求提出一种统计预报方法,即根据雷达定量降水估测的流域面雨量、前期影响雨量方法确定流域的径流深,综合考虑中小河流的前1 d水位、径流深、当日水位,利用2013-2014年的6-9月陕南中小河流的水文观测站逐日水位、流域内自动气象站降雨量、雷达回波资料,建立以水位预报为目标的二元回归方程。以子午河为例建立的洪水气象预报方程和其他中小河流在2015年汛期的业务应用结果表明:该统计方法建立的洪水气象预报方程和实际情况较为吻合,能较为准确、简洁地预报中小河流发生洪水的气象可能性等级。     

山洪灾害风险评估的研究进展

在自然灾害风险评估的视角下,分别从致灾因子危险性、临界雨量、承灾体脆弱性,以及综合风险四大方面综述了山洪风险评估研究的进展。综合分析发现,山洪灾害的致灾因子主要涉及气象、水文、地质、地貌等方面,研究内容主要包括对影响因子的机理分析和相关影响程度大小分析;临界雨量是山洪预警的重要参考指标,主要通过降水历史资料分析、水文资料估计或机理模型来确定;脆弱性评估对相关数据要求较高,且需要经常更新,才能保证其有效性;山洪风险评估是一项综合研究,相关学者基于RS和GIS技术提出了不同的统计模型和机理模型。此外,基于历史资料分析和情景分析的风险评估对于山洪灾害管理也具有重要意义。     

基于FloodArea模型的云南山洪淹没模拟研究

致灾临界雨量法被普遍用于山洪预警,结合Flood Area模型动态模拟山洪灾害淹没是获取临界雨量的新方法。对2012年云南宣威"7.12"山洪灾害进行实地调查,获取山洪沟基本参数及隐患点淹没高度,利用周边气象站逐时降雨量进行淹没模拟。结果表明:当临界雨量分别为42 mm、85 mm、136 mm和180 mm时,达到各山洪灾害等级淹没高度,即得出各等级致灾临界雨量。对比实测值和模拟值后得出,此模型具有一定的参考价值,但需更精确的地理信息数据支撑。     

基于空间插值与典型滑坡体的滑坡灾害气象预警模型研究

针对以往研究大多仅利用统计方法确定地质灾害预警临界雨量阈值,难以顾及不同滑坡体所具有地层、岩性等条件的不足,利用改进信息量模型构建安徽省滑坡灾害预警分区,通过耦合有效雨量和临界雨量获得全省75个典型滑坡点的临界雨量阈值,对其进行分区空间插值,并据此构建安徽省滑坡灾害气象预警模型。研究结果表明,该模型比现有预警模型的预警级别更准确,空间精度更高,克服了现有模型预警级别偏低,预报范围较宽泛的不足。     

淮河流域致洪暴雨特征及预警指标分析

本文通过对1950～2000年的个例分析,总结了淮河流域致洪暴雨的天气学特征和判别指标;根据区域降水量与王家坝站的水位分析,确定了淮河流域致洪暴雨的预警指标.     

福建省主要流域的暴雨洪涝特征

利用1989-1999年近11年的水文、气象资料分析了福建省6个主要流域主控站水位与降水量的关系和洪涝的时间变化规律,进而分析了暴雨致洪的特征,结果表明:(1)福建省6个主要流域洪峰水位与上游有关气象站前期平均总降水量相关显著,暴雨是福建省洪涝发生的主要原因;(2)根据闽江(竹歧站)、九龙江(浦南)、交溪(白塔)、木兰溪(濑溪)4个站的达警戒水位或危险水位的降水指标,可利用暴雨预报作为洪涝预警预测的依据。(3)上世纪80年代后,洪水的高低变化有增大的趋势,应进一步完善抗洪防洪预警系统,提高抗洪防洪的应变能力。     

基于致洪暴雨预报的三峡水库洪水预估系统及试验评估

介绍了一种基于致洪暴雨预报,结合水文控制站水位、流量信息,运用多元统计回归模型开展的三峡水库洪水程度分级预估的方法.通过历史回代和2010、2011年预估试验应用表明:该预估系统稳定可靠,适用于三峡水库洪水程度预估,对三峡上游暴雨引发的洪水程度能进行准确的预估,而且对三峡上游支流的暴雨洪水预测也有一定的预见性.应用该系统三峡水库的洪水预见期可达3d以上,能为防汛决策和三峡水库防洪调度赢得时间.     

秦淮河流域中游地区两变量洪水风险分析

秦淮河流域地处长江下游,其中游地区主要位于南京市江宁区境内,受汛期强降雨、上游洪峰以及下游长江水位顶托影响,洪水灾害频繁。针对秦淮河流域中游地区暴雨洪水影响因素众多的特点,利用二维Gumbel模型,开展了基于暴雨与洪水水位两变量的洪水风险分析。结果显示,与单变量极值分布相比,两变量极值分布综合考虑了暴雨和洪水的不同频率特征,能够较为全面地分析水文极值事件的统计规律,从而使洪水风险分析更加符合实际情况。     

基于雷达估算降雨的湖北漳河流域径流模拟研究

本文以湖北省漳河流域为研究对象,从2008-2017年中选取了16次洪水过程(10次过程用于率定参数,6次过程用于检验),分别采用了4种方法进行雷达降雨估算,并将估算结果输入到TOPMODEL和新安江模型进行了径流模拟计算。结果表明:4种雷达降雨估算方法中动态Z-I的平均相对误差最小为8.16%,其次是分组Z-I为20.1%,最优Z-I和经典Z-I分别为29.7%和29.02%;从径流模拟结果来看,动态Z-I效果最佳,分组Z-I次之,最优Z-I和经典Z-I模拟效果相对较差,且TOPMODEL模型的洪峰相对误差和峰现时差比新安江模型的模拟结果要小,新安江模型模拟结果的确定性系数与TOPMODEL模型接近。     

流域水文干旱等级预测问题的研究

采用滦河潘家口水库控制流域9个水文站1958-2009年的逐月流量数据,通过计算各站12个月时间尺度的标准化径流指数(SRI),得到了实测水文干旱等级序列。根据干旱等级转换的观测频数,提出了基于三维列联表的对数线性干旱预测模型,并计算了干旱等级转换间的优势及其置信区间,以估算干旱等级转换的概率,实现了滦河潘家口水库控制流域预见期为1个月和2个月的水文干旱等级预测。选取2000-2009年的水文干旱演变过程对预测模型进行了验证。结果表明:干旱等级转换的三维列联表呈现一种强对角线趋势,各站三维对数线性模型的检验显著性水平p均大于检验水准α(0.05),观测频数与期望频数吻合程度高,且预见期为1个月的水文干旱等级预测精度较高,可用于滦河潘家口水库控制流域短期水文干旱预警。但预见期为2个月的水文干旱等级的预测误差较大,需根据流域的气候特征及下垫面的物理状态对模型进行进一步的改进。因此,如何综合应用气象和水文干旱监测信息,并采用对数线性预测法建立新的模型对水文干旱进行提前预警是需要解决的重要问题。     

2005年渭河、汉江流域一次致洪暴雨过程浅析

采用了高空、地面常规气象观测资料、水文资料和NCEP格点资料,对2005年出现在渭河、汉江流域一次秋季连阴雨中的致洪暴雨过程进行了分析。结果表明:这次强降水持续时间长,降水总量大,地域集中,洪水汇流快,造成的灾害重;分别是渭河下游、汉江干流1981年和1983年以来的最大洪水过程。渭河洪水有7大特点,汉江洪水有3个明显特点;次致洪暴雨过程的主要影响系统是500 hPa的西风槽、副高、700 hPa及以下的低涡切变;暴雨的水汽主要来自孟加拉湾和南海;动力场上的高层辐散、中低层强辐合,使垂直上升运动强烈发展,为致洪暴雨的形成提供了非常有利的动力条件。     

暴雨灾害人员损失风险快速预评估模型

研究在暴雨灾害致灾因子强度分析、孕灾环境敏感性评估等基础上,把人作为主要的承灾体,用人口密度来评估风险暴露因子;参照北京地区暴雨洪涝的历史灾情资料,建立致灾因子强度(等效日雨量)与人员损失之间的损失系数估算方程;以不同时段外出人员的比率作为时间纠正系数;最后用因子乘积方式建立人员损失风险预评估模型。以"7·21"和"6·23"暴雨为个例,进行了模型的应用及检验分析。"7·21"个例选用的雨量数据是BJ_RUC(24h)预报雨量场,"6·23"选用较为贴近实况的BJ_ANC定量降水估计QPE资料。检验发现模型估算的"7·21"暴雨人员损失总数在数量级别上与实况比较接近,而基于空间网格的人员损失风险预评结果与实际遇难人员发现地点在空间分布上基本一致。尽管"6·23"暴雨的人员损失预评估的总数不足1人,但在局部地区的损失风险仍然较大,个别格点甚至达到0.40人的风险水平。而这次暴雨过程导致了比较严重的城市内涝,实际上也发生了几例比较偶然的人员因灾死亡事故。实例应用表明损失预评估可反映出人员损失的基本情况及风险水平,可用于决策气象服务及预警信息发布的主要依据。     

我国山洪灾害监测现状与发展趋势

山洪灾害包括山洪及由山洪诱发的滑坡、泥石流,常常造成巨大的经济损失和人员伤亡。目前,监测作为最主要的非工程手段已广泛运用于山洪灾害防治工作中,为预警提供了直接依据。该文首先评价了监测预警实施效果,然后从监测要素、临界雨量、监测设备与台站系统和相关法律法规4个方面详细评述了山洪灾害监测现状与主要进展,总结出监测当存在监测系统寿命与灾害频率不匹配、临界雨量选取困难、监测要素和设备有限3个问题。最后提出当前山洪灾害监测的发展趋势为多要素立体化监测及新技术的融合运用、布设适应流域水文特点的站点、建立山洪灾害监测预警标准化体系。     

基于投影寻踪的洪水灾情评价插值模型

为解决单项洪水灾情等级评价指标评价结果的不相容问题,提高综合评价各层次的分辩力和评价模型的精度,本文利用投影寻踪、遗传算法、插值型曲线,为洪水灾情评价提供了一种新模型--遗传投影寻踪插值模型.通过最佳投影向量和评价指标向量的内积可把洪水灾情多维评价样本指标综合成一维投影指标,根据该投影指标值和对应等级的分布,可建立洪水灾情评价的插值模型,解决了各单项洪水灾情评价指标评价结果的不相容问题,提高了洪水灾情综合评价问题各层次的分辩力.作为示例,对中国部分省市的洪水灾情进行了综合评价.     

汶川地震扰动区小流域地质灾害风险概率问题

汶川地震扰动区地质灾害的特点是滑坡崩塌极为发育,泥石流物源丰富,灾害发生频率高。以都江堰白沙河小流域为例,在完成小流域风险区划的基础上,采用Logistic回归统计模型分别对震后小流域中滑坡泥石流发生的临界降雨量及时间概率,不同等级风险区(高、较高、中等、较低,共4级风险区)滑坡泥石流发生的临界雨量及空间概率进行分析统计。研究表明当日降雨量是触发滑坡泥石流的时间条件,发生概率为0.7~0.9。大暴雨是触发高、较高风险区滑坡泥石流的空间条件,发生概率可达到0.9。发生风险损失的临界雨量为大暴雨。     

基于多种预测模型的玉米低温冷害预测集成模型

引入大气环流特征量因子、500hPa高度场因子、太平洋海温因子以及预报量本身的均值周期因子等四类因子的低温冷害预测子模型来建立玉米低温冷害预测集成模型。利用该集成模型预报下一年温度等级时，将上一年的实况资料输入预测模型，滚动预测，克服了统计模型预报时效短的缺点，且试报准确性高，无错报。     

松花江干流洪水预测和影响评估及对策建议

根据历史数据,分析了松花江干流(哈尔滨段)水位变化的历史规律和典型洪水年洪水的成因,计算和分析了其与松花江、嫩江、二松流域面雨量的相关性,统计和分析了其与拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子等的关系.利用方差周期和均生函数方法,建立了2004-2013年拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子及松花江、嫩江、二松流域面雨量的预测方法,并进行了预测,建立了松花江干流(哈尔滨段)最高水位趋势的综合预测方法,得出了2004-2013年的预测值.提出了相应治理的对策建议.     

基于临界雨量的震后泥石流预测预报研究——以白沙河流域为例

降雨型泥石流是影响汶川地震灾区灾后重建和可持续发展的主要灾害类型,震后几年已经给灾区群众生命财产造成了巨大的损失。以白沙河流域为例,对比研究了汶川地震前后泥石流临界雨量条件,震后临界雨量比震前日雨量降低约36.0%~48.8%,小时雨强降低约20.3~52.2%;采用Logistic回归模型对5种雨量数据组合条件下的泥石流预测进行了研究;建立了与气象部门紧密结合的当日降雨量泥石流预报等级,对于震后泥石流预测预报研究和防灾减灾具有重要意义。     

云贵高原农业致灾过程雨量阈值估算模型研究

基于广义Gamma分布函数首次构建了区域农业致灾过程雨量阈值估算模型,初步应用于云贵高原农业洪涝灾害特征研究。结果表明,广义Gamma分布能很好地拟合云贵高原站点过程雨量的统计分布特征,尤其对极端过程降水频率的拟合。贵州东南部和云南西部广义Gamma分布尺度参数约45～72,过程雨量的变化较剧烈,贵州中部和云南中部广义Gamma分布尺度参数约15,过程雨量的变化相对较小。云贵高原几乎每站均出现极端降水过程。基于模型估算的区域农业洪涝指标能较好反映农作物受灾率和成灾率的年际变化特征。在贵州模型计算的区域农业洪涝指标与农作物年受灾率和成灾率的相关系数分别为0. 67和0. 65,在云南两者分别为0. 69和0. 63。模型估计结果与实际农业洪涝灾害较吻合。农业轻涝、中涝和重涝对应的过程雨量阈值中值在贵州分别为55mm、110 mm和225 mm,在云南分为60 mm、125 mm和250 mm。本文构建的农业致灾过程雨量阈值估算模型可为区域农业洪涝灾害风险管理提供新的技术手段。     

无资料中小流域山洪灾害分析与评价

针对无资料中小流域的沿河村落开展山洪灾害分析评价对该区域的防灾减灾具有重要意义。文中首先根据当地暴雨资料分别推求了100年一遇、20年一遇及5年一遇的设计洪水,再结合实测的控制断面及河道比降,利用能量方程逐断面计算了不同频率的设计洪水位,然后通过对比沿河居民宅基高程与设计洪水位的相对大小确定了沿河村落的防洪能力,并依此划分了危险性等级,最后根据成灾流量反推法计算了不同土壤含水量下的临界雨量值。结果表明,(1)本次分析评价的所有沿河村落中,防洪能力低于5年一遇的极高危险区3个,介于5年一遇至20年一遇的高危险区5个,介于20年一遇至100年一遇的危险区9个,其主要分布于集水面积较大、洪水位较高的主流沿岸地区。(2)土壤含水量对临界雨量的计算结果具有重要影响,即土壤含水量越大,临界雨量值越小,反之则临界雨量越大。(3)支沟地区河道比降大,流速快,洪峰较为尖瘦,计算的立即转移雨量与准备转移雨量差值较大;主流地区比降小,洪峰较为低胖,计算的临界雨量差值较小,故临界雨量值还与防灾对象所处的流域位置有关。(4)当降雨量达到某一成灾村落的立即转移雨量时,则该村落将发生山洪灾害;当达到准备转移雨量时,则可知距洪水淹没村庄时还需多长时间,以便为沿河居民的防洪撤离提供依据。