黄土高原丘陵沟壑区坡面-沟道系统中的高含沙水流(Ⅰ)--地貌因素与重力侵蚀的影响

以黄河中游多沙粗沙区子洲径流站和离石王家沟试验站的径流场观测资料为基础,对黄土高原丘陵沟壑区坡沟系统中高含沙水流特征与地貌因素及重力侵蚀的关系进行了研究.研究结果表明,黄土坡面的地貌垂直结构和由此所决定的侵蚀作用垂直分异,对坡面高含沙水流的形成有很大的影响,高含沙水流形成于峁坡下部和沟坡,并在各级沟道中进一步发展.坡度对高含沙水流的形成有较大影响,如果侵蚀过程以溅蚀、面蚀、细沟侵蚀为主,不发生切沟及显著的重力侵蚀,则存在着一个坡度临界值,大于此值后,含沙量反而减小.重力侵蚀对坡沟系统高含沙水流的形成起着十分重要的作用,由于强烈的重力侵蚀的参与,高含沙水流的沙峰滞后于洪峰,落水阶段的含沙量常常大于同流量下涨水阶段的含沙量.     

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。     

淮河流域安徽省2007年的暴雨洪水特性分析

为系统研究淮河流域安徽省2007年的暴雨洪水特征,对降雨过程和暴雨频率进行了分析.结果表明,2007年的主要暴雨特性是梅雨时间长,梅雨量淮河以北多、淮河以南少,降雨时间长、强度大、范围广,降雨时空分布不均.通过淮河干支流洪水过程和淮河干流洪水特征值的分析,结果表明,2007年的主要洪水特性是水位高、流量大,高水位持续时间长,干支流洪水并发,洪水组合恶劣.虽然淮河干流经过了大规模的治理,2007年洪水期间沿淮启用了蒙洼等9个行蓄洪区,但淮河中游仍然持续高水位,润河集至汪集段超过历史最高洪水位,表明淮河流域洪水灾害较为严重,需要进一步研究如何科学调度沿淮行蓄洪区、如何协调淮河与洪泽湖之间的关系,以便更好地进行该流域的洪水管理.     

湖南省湘江流域2006年"7·15"暴雨-洪水巨灾分析

基于自然灾害系统论,结合灾区实地调查结果和部分适时气象、水文资料,从降雨、洪水、灾情以及减灾模式等对湖南省湘江流域2006年"7·15"暴雨-洪水巨灾进行了分析.结果表明农村的主要致灾因子是洪水、内涝、滑坡、泥石流,而城市主要为内涝;此次巨灾是在强热带风暴引发的暴雨、湘江流域中上游多山的地形条件等自然因素,和工程建设不合理、灾害预警机制不够完善、人们防灾意识薄弱以及灾害风险转移机制不够成熟等人为因素的共同作用下导致的.在此基础之上,提出了建立综合减灾范式、提高巨灾应急管理能力等应对巨灾的对策.     

基于降水大数据的不同区域洪水灾害特征统计系统设计

采用当前方法设计的统计系统对不同区域的洪水灾害特征进行统计时,所用的时间较长,得到的统计结果误差大,存在统计效率低和统计精准度低的问题。该文提出基于降水大数据的不同区域洪水灾害特征统计系统设计方法,在相关性原则和独立性原则的基础上,构建包括基础功能模块、数据处理模块、信息提取模块和样本管理模块的不同区域洪水灾害特征统计系统框架,利用经验公式法计算洪峰流量的设计净雨历时、降雨历时,设计净雨深和流域平均降雨量,以及洪峰流量,构建SCS产流模型、汇流模型、基流模型、河道演进计算模型,利用上述模型对不同区域洪水灾害的特征进行统计,实现不同区域洪水灾害特征统计系统的设计。     

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。     

“7.23”商洛特大暴雨山阳县校舍灾害调查研究

以"7.23"陕西省商洛市特大暴雨中山阳县校舍为研究对象,在查明山洪、泥石流、滑坡和崩塌等造成校舍受损、严重破坏和倒塌的基础上,分析了洪水灾害引起校舍受损的原因。结果表明,特大暴雨是该县滑坡发生的诱发因素,也是部分滑坡转化为泥石流主要因素;建筑场地选择不合理是造成校舍受损、严重破坏和倒塌的关键因素;合理的结构构造是减少灾害造成生命财产损失的有效措施。     

洞庭湖地区洪水灾害风险评估

综合当前国内外学者的理论及方法,以灾害风险系统是致灾因子、孕灾环境和承灾体共同作用的系统为基础,对洞庭湖地区进行洪水灾害风险评估,其中致灾因子用暴雨及以上降雨的加权频次来描述,孕灾环境用地形和河网密度来描述,承灾体脆弱性用内在脆弱性和抗灾救灾能力来描述。首先,对区域洪水致灾因子危险性进行评估;其次,对孕灾环境危险性进行评估;再次,对承灾体脆弱性进行评估;最后,对三者进行叠加分析得出洞庭湖地区洪水灾害风险区划图。其中,沿长江地区、湘江入湖地区和澧水河入湖地区洪水灾害风险高;其次是沿洞庭湖周围地区风险较高;洞庭湖地区边缘风险较低。     

辽宁省岫岩县“20120804”泥石流调查研究

1980年代的3次台风和气旋过境引起的暴雨过程诱发的山洪泥石流,使辽宁省岫岩县损失惨重。受2012年第10号台风"达维"的影响,2012年8月3-4日,岫岩县西部发生强降雨过程,引起了大范围的泥石流暴发,造成近十人死亡,直接经济损失几十亿元。通过现场调查"20120804"泥石流灾害,对比分析了这次泥石流的分布规律、形成原因以及成灾特征。研究得出了岫岩县西部沟谷泥石流的敏感坡度(25°~50°),百分比S≥0.38,或流域高差H≥400 m的流域基本为泥石流沟;沟谷泥石流的地形因子B≥0.19,或G≥60,或T≥27的流域,基本可以判断为泥石流沟。     

三峡水库上游流域大洪峰暴雨天气系统分析

选择三峡水库入库流量代表洪水强度,以长江上游组成宜昌洪水来源的岷沱江、嘉陵江、乌江、宜宾-重庆、重庆-万州、万州-宜昌为主要流域;把出现历史前3名大洪峰的1981年、1998年和2010年汛期作为切入点,针对直接诱发3次大洪峰的暴雨过程,利用长江上游六大流域实况面雨量、宜昌流量和水位,以及NCEP数值产品的客观分析等资料,采用天气分析、波谱分析方法,分析了对流层中低层主要天气系统,以及200 hPa南亚高压和地面冷空气的情况。指出了3次大洪峰暴雨的环流特征、风场特征、超长波和长波特征等,为三峡水库气象保障服务提供了洪峰暴雨的天气背景。     

基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值可视化研究

研究基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值的可视化技术,为城市内涝灾害预防和控制提供可靠分析依据。通过GIS技术采集海绵城市河道、排水口、管网等建模数据后,采用基于GIS技术的海绵城市内涝灾害分析模型对某场暴雨进行实测,通过同频率放大方法,获取不同重现期暴雨的设计降雨过程线,依据过程线以及SWAT模型获取不同重现期的洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域),并通过GIS可视化显示洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域)。可视化模拟结果显示,以安徽六安市为例,采用GIS技术对单个栅格的高程值与建筑物在地面以上的高度相加值进行DEM修正后,六安市内涝积水深度更清晰、准确度;随着重现期的延长,暴雨强度、淹没水位高度、淹没面积、最大积水深度也逐渐增加;从六安市暴雨内涝不同重现期淹没场景中可以看出,随着重现期的延长,淹没区域在六安市3D图中的范围越来越大;5年和25年一遇的洪水淹没区范围很小,但60年一遇的洪水淹没区在六安市北面范围很广,且在西南临界区域分布也较广。     

四川省汶川县簇头沟“7.10”泥石流灾害成因与特征分析

簇头沟是岷江右岸一条低频泥石流沟,受2013年7月极端暴雨的影响,暴发特大泥石流。结果显示,汶川地震造成流域内的坡面和沟道堆积的大量的松散物质是泥石流形成的物源,流域上游暴雨及其形成的山洪是此次泥石流形成的激发因子。"7.10"泥石流为过渡性泥石流,泥石流容重约为1.8~1.9 t/m3,沟口处最大流速为9.2 m/s,峰值流量为515 m3/s,冲击力达到3 657 t,输沙总量约为50×104m3。泥石流过程表现为为暴雨(山洪)—滑坡(坡面泥石流)—泥石流—堰塞湖—溃决洪水。对震后低频泥石流危险性认识不足、防治工程设计标准偏低是此次灾害造成重大损失的主要原因。在未来灾害防治工程设计中,应合理估计灾害规模和潜在风险。     

渭河流域"05.10"洪涝灾害特征分析

利用2005年9~10月渭河流域内各气象站和水文站的资料,对2005年渭河流域致洪暴雨的雨情、水情及灾情进行分析。对洪水的特征,水情、河道的概况,特大洪灾的降水特点进行总结,得出“05.10”洪水具有降水范围广、水位高、洪水倒灌、灾害重等特征,造成的经济损失严重。揭示了洪灾形成的主要原因,从而对减少洪灾的形成和流域的治理提出有关建议,达到防灾减灾的目的。     

近30年新疆县域尺度洪旱灾害空间聚类研究

干旱和洪水灾害是新疆主要的自然灾害,其发生频率高,分布广且危害严重。洪旱灾害空间聚集研究对防灾减灾、救灾物资科学配置的意义重大。以近30年新疆各县市洪旱灾害次数为基础,运用全局Moran’s I系数、Moran散点图和Anselin局部Moran’s I系数分析了新疆县域尺度洪旱灾害的空间自相关性,揭示了新疆洪旱灾害的局部聚集和局部异常特征。全局空间自相关结果表明,县域尺度干旱、暴雨与升温混合型洪水、融雪型洪水和山洪Moran’s I Z值大于0.01,置信水平为2.54,表明洪旱灾害在行政单位间存在很强的空间自相关性,空间分布呈聚集状态。局部空间自相关结果表明,干旱聚集区比较分散,主要分布在东疆哈密地区和北疆伊犁地区、昌吉回族自治州、阿勒泰地区和南疆和田地区;1984-1989年干旱聚集程度最高,研究时段内聚集整体呈下降趋势,各时段均有少数几个县市与邻近县市局部空间自相关显著,局部区域呈集聚或离散的空间格局。各类型洪水"高-高"聚集空间差异显著,融雪型洪水聚集在塔城地区和克州,山洪聚集在哈密地区哈密市、伊吾和巴里坤县与周边木垒县;暴雨与升温混合型洪水聚集在博州的温泉、博乐和精河县以及伊犁地区的霍城县。     

国外洪灾防治略览

洪灾是威胁人类生存的十大自然灾害之一。据联合国资料统计:洪水灾害发生次数占全部自然灾害发生次数的32%,造成的经济损失和人员死亡数分别占全部自然灾害造成经济损失和人员死亡数的31%和55%。,全球洪涝灾害主要发生在多台风暴雨的地区。这些地区主要包括:孟加拉北部及沿海地区;中国东南沿海;日本和东南亚国家;加勒比海地区和美国东部近海岸地区。我国洪水灾害发生之频繁,造成的灾害损失之严重是有目共睹的。因此,借鉴国外防治经验,探索适合国情的防洪对策十分必要。     

长三角地区台风灾害链特征分析

利用1951-2008年58年的历史台风资料分析了台风致灾因子,提取了影响长三角地区的187场台风并根据台风路径频率,将影响长三角地区的台风划分为西行、穿越和北上3类优势路径和一类特殊路径。然后,结合自然环境特征和DEM高程数据,将长三角地区台风孕灾环境划分为海岸带、北部平原和南部丘陵3个区域,并分析了每个区域发生的主要台风灾害链类型。针对"云娜"、"芸妮"和"爱娜斯"3个台风案例,分析了台风路径与不同孕灾环境组合形成的不同台风灾害链。结果表明:海岸带易引发台风-大风-巨浪或风暴潮灾害链;丘陵区域易引发台风-暴雨-山洪、泥石流和滑坡灾害链;平原地区易引发台风-暴雨-平原洪水和内涝灾害链。西行类台风影响海岸带和南部丘陵地区,易形成海岸带和南部丘陵区的台风灾害链;穿越类台风影响整个长三角地区,3种类型的台风灾害链都易发生;北上类台风一般只影响海岸带,易形成海岸带的台风灾害链。     

西藏聂拉木县“4·25”尼泊尔地震次生山地灾害与防灾减灾对策

"4·25"尼泊尔地震诱发西藏聂拉木县大量的次生山地灾害,灾害主要类型包括崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡等。这些次生灾害不仅造成了人员伤亡,对中尼公路(G318线)的安全运营及沿线主要城镇居民点聂拉木镇、樟木镇(口岸)也造成了严重影响。地震诱发的大量崩塌、滑坡为泥石流活动提供了丰富的物源,将促进泥石流活跃,在后期暴雨作用下产生严重的泥石流灾害。通过初步分析得出:(1)聂拉木"4·25"地震次生山地灾害点计221处,分布于聂拉木县5个乡镇,其中有滑坡10处、崩塌159处、泥石流沟26条、不稳定斜坡26处。(2)聂拉木(边检站以下)—樟木—友谊桥—带以滑坡、崩塌灾害为主;聂拉木(边检站以上)—亚来乡—达弟以崩塌、泥石流为主、滑坡为次;希夏邦马峰东侧以冰川泥石流为主。最后,结合区域的地形、地质构造、气象条件提出了地震区恢复重建中的防灾减灾对策。     

四川绵竹清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害

2010年8月13日四川绵竹市清平乡文家沟暴发特大规模泥石流灾害(简称"8.13"特大泥石流)。在野外调查的基础上,分析了此次泥石流灾害的特征,并从其形成条件入手,探讨了此次灾害的成因和未来发展趋势。文家沟流域在2010年8月12日16时至13日04时的降雨量达227 mm,暴雨形成强大洪水冲刷流域内在地震期间形成的滑坡-碎屑流堆积体,并形成高容重粘性泥石流。泥石流依次冲毁沟内19座谷坊和1座拦挡坝,冲出总量达429.3×104 m3,完全堵断绵远河,形成长约1 650 m、宽约420 m、高约12 m的堰塞坝,堰塞湖回水长1.5 km。泥石流共造成6人死亡或失踪,379间房屋被冲毁掩埋,汉(旺)清(平)公路中断,2座桥梁被毁。研究表明,松散物质的极大丰富和堵溃是导致"8.13"特大泥石流规模巨大的主要原因;文家沟在短期内泥石流仍会频发,但规模要比"8.13"泥石流小。     

2021年6月大兴安岭地区暴雨洪涝灾害成因分析

2021年6月黑龙江上游大兴安岭地区发生特大洪水,出现历史上罕见的洪涝灾害。利用大兴安岭地区国家地面气象观测站、区域气象自动站、水文和水位站资料,采用统计方法,分析降水变化和主要江河洪水的特征。同时,通过欧亚500 hPa高度和距平场、EC模式500 hPa高度和850 hPa风场、物理量场,采用天气学原理及诊断分析方法,分析了暴雨形成的机制,对2021年洪水与历史洪水年进行了对比。结果表明：(1)大兴安岭地区秋、冬、春季降水量均偏多,使黑龙江上游江段水位偏高,土壤底墒含水率多,增加黑龙江上游河槽蓄水量,使黑龙江上游江河底水高,超警戒水位;(2)汛期雨季来临早,受东北冷涡影响,6月中旬两次暴雨叠加,低层高温高湿的不稳定能量与中高层向南渗透的冷空气结合,导致中低层位势不稳定的建立,为暴雨过程提供动力、热力和水汽条件;(3)强降水集中,加之上游来水比重大,形成暴雨洪水,导致洪峰水位高,超警幅度大,造成2021年6月大兴安岭地区发生暴雨洪涝灾害。     

基于滑动相关系数法的流域径流变异诊断

为了认识水文序列变异的特征,必须对水文序列的变异性进行诊断和识别,即是否有变异,何处开始发生变异。通过对常规水文序列变异诊断方法的研究比较,提出了基于滑动相关系数法的流域径流变异诊断的方法;采用年降水与年径流序列、支流与干流径流序列、干流上下游径流序列3种方式对渭河流域进行了滑动相关系数变异诊断,得到了1995年为渭河流域径流序列变异点的结论。对渭河流域及其下游的黄河干流调查发现,三门峡水库的两次改建致使潼关高程变幅很大,到1992年汛前,比建库前抬高了5.0 m。在此影响下,主槽严重淤积萎缩,1993-1995年的3 a里,就发生数十次小流量、高水位高含沙洪水。这表明渭河流域地表过水能力减弱,下渗量和蒸发量相对增加,实际径流量相对减少。