大别山北坡典型区域降水年内分配不均匀性特征研究——以安徽省六安市为例

研究大别山北坡降水年内分配时空特点,对指导区域内科学防灾减灾及水资源管理、调配具有重要的现实意义。利用六安市6个气象站1956~2010年逐日降水资料,基于降水集中度和集中期,探讨近55 a来六安市年降水集中程度的时空特征。结果表明:六安市年降水集中度变化于012~057,多年平均值037,多年平均降水集中期在37~38候。年降水量空间分布由西南向东北减少,集中度呈由南向北递增,集中期由南向北推迟。年降水总量无明显趋势变化,但集中度和汛期降水量的增加趋势显著,汛期发生洪涝灾害的风险加大。年降水量分别在1972、1990年发生一次增多和减少突变,集中度序列在1970年发生了增多突变。年降水量与集中度呈全区一致的正相关,即年降水量越大,降水越集中,相关系数分布由西南山地区向东北岗地圩畈区增加。对降水集中度与汛期旱涝的分析说明,汛期降水异常偏多,集中度偏大,易发洪涝灾害,反之易发旱灾     

渭河下游洪水灾害的降水危险性评估与区划

大气降水的不规则运动是引发洪水灾害的重要因素.通过对"小洪水、大灾情"特性显著的渭河下游洪泛区的洪水特性、降水规律以及二者的关系进行分析,利用插值计算法进行降水量和降水变率空间分析,评估并区划了研究区汛期洪灾风险的降水危险性.主要结论为:①季节性的强降水过程是引发渭河下游洪水灾害的重要因素,连续暴雨或大范围暴雨往往带来洪水灾害;②汛期降雨量呈现出显著的南多北少特征,且从东南到西北依次递减,咸阳、高陵县、大荔县西北部降水量偏低,而秦岭北麓的华县、华阴及西安市区降水相对丰富;③汛期降水变率虽然呈现出相间分布的特征,但降水量变化较大的区域(西安市区、华县以及潼关县东南部)都集中于南部的秦岭北麓;④根据降水量越大,影响度越高,降水变率越大,降水量越不稳定,洪水危险性越高的原则,进行洪灾的降水危险性评估与区划,结果显示降水危险性较高与较低区域呈环状相间分布,危险性较高的区域更多地分布于渭河干流南岸.     

重庆市涪陵区G319公路洪灾风险评估研究

公路洪灾对公路安全畅通与发展建设具有重大威胁,并给公路行业带来巨大损失。以重庆市涪陵区境内国道319（G319）线为研究对象,依照该公路沿线地貌和水系分布情况,将其划分为340段作为风险评价尺度单元。从孕灾环境、致灾因子、承灾体因子和灾情因子等4个方面构建由15个评价指标组成的公路洪灾风险评估指标体系,并在ArcGIS软件平台支持下,通过相应的方法获取研究路线各路段洪灾风险评估各指标数据。采用综合评价方法建立公路洪灾风险评估模型,并据此计算得到涪陵区G319线各单元路段洪灾风险综合指数值,依据各风险等级阈值对路段洪灾风险进行综合分区。研究表明：涪陵区G319线洪灾风险以中风险为主,占路段总长度的65.17%;极高风险占0.76%;高风险占23.10%;低风险占10.96%,研究成果为公路防灾减灾及保障公路安全畅通提供科学依据     

近52年江西省汛期极端降水事件的时空变化

利用江西省1960~2011年汛期83个台站逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,统计各站近52a逐年汛期极端降水事件的发生频次,进而分析其时空分布特征。结果表明:江西省极端降水量阈值的地域分布呈从西到东、从南到北递增的特征。江西汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态是主体一致性,同时存在北部与中南部反位相变化的差异。江西汛期极端降水事件发生频次具有较大的空间差异,可分为具有不同空间特征的5个主要区域。滑动t检验表明,Ⅰ区代表站玉山的极端降水事件在1976年后和1986年后分别发生了由偏多转为偏少和由偏少转为偏多的突变;Ⅱ区代表站永丰在1974年后和1984年后分别发生了由偏少转为偏多和由偏多到偏少的突变。通过最大熵谱分析表明,各分区以2~6a的年际变化周期最为普遍,其中Ⅴ区还存在13a的年代际变化周期。从气候因子分析看,前期5~6月和冬季赤道东太平洋海温对江西汛期极端降水事件存在显著影响。     

气候变化下雄安新区洪涝灾害的风险评估及适应措施

洪涝灾害是雄安新区规划建设重点考虑的问题。特别是在气候变化的趋势下,未来雄安新区是否会发生历史上曾多次出现的严重洪涝,为社会各界所关注。本文通过整理地方历史文献中的洪涝灾害记录,建立雄安新区1949—2018年洪涝灾害灾情数据集,分析了过去70年洪涝灾害事件及其影响等级的时空变化特征。结合1960年以来的降水观测数据,利用logit估计方法,分析了不同时期各种影响因素对于洪涝灾害发生及灾害等级的边际效应,评估了未来气候变化的极端降水增量情景下,雄安新区内涝灾害事件及高等级洪涝发生的风险。研究发现:①雄安新区最近70年有39年发生过洪涝灾害。但从时间变化特征看,自20世纪80年代以后洪涝灾害的发生频率和灾情等级显著降低。从空间分布特征看,发生频次最高的安新县平均2年发生1次,最低的容城县平均10年发生1次。②日最大降水量(或连续最大降水量)、主汛期降水量是影响洪涝灾害发生的最重要降水指标。水利设施对控制洪涝灾害发生的效果显著,地形因素的影响也十分明显。而因洪致灾是导致高等级洪涝灾害事件发生的决定性因素。③在现有水利设施条件下,安新县遭受现50年一遇(177 mm)、雄县遭受100年一遇(208 mm)日最大降水时就可能发生内涝灾害,起步区所在的容城县即使现日降水极值再增加30%,也不大可能发生。④本地极端强降水不足以导致高等级洪涝灾害的发生。只有在发生洪水致灾的同时,当日极端降水强度增加15%(300 mm)以上时,有县域会发生2级及以上洪涝灾害;当主汛期降水量达到355 mm以上时,则可能有县域会发生3级及以上洪涝灾害。本文最后讨论了雄安新区应对洪涝灾害的建设适应措施。     

江西省土地利用生态风险评价

研究目的在于通过对江西省2000-2013年土地利用生态风险进行评价,绘制江西省生态风险分布格局,提出针对江西省不同风险区域的发展意见或建议,为江西省生态保护工作提供科学依据。所采用的研究方法为层次分析法和综合指数法。研究结果表明:12000-2013年间,江西省土地利用结构以林地为主,其次为耕地;工交建设用地在各分区均呈增长趋势,以鄱阳湖平原区和赣南区增长最为显著;22000-2013年间,江西省的土地利用生态风险处于较低风险等级,但呈上升趋势;2013年较2010年高风险等级分布面积在缩小,低与较低等级面积则在增加,风险等级面积分布趋于合理,江西省土地利用生态风险有所缓和。3鄱阳湖平原区的生态风险等级最高,生态风险最大,其次为赣中区;赣南、赣东和赣西区生态风险较小,但生态风险呈增长趋势;4高风险等级面积集中增加在城市及其周边地区,城市生态风险增加,江西省生态保护工作应将关注点转移到到城市生态安全上。     

近52年江西省汛期极端降水事件的时空变化

利用江西省1960～2011年汛期83个台站逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,统计各站近52a逐年汛期极端降水事件的发生频次,进而分析其时空分布特征。结果表明：江西省极端降水量阈值的地域分布呈从西到东、从南到北递增的特征。江西汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态是主体一致性,同时存在北部与中南部反位相变化的差异。江西汛期极端降水事件发生频次具有较大的空间差异,可分为具有不同空间特征的5个主要区域。滑动t检验表明,Ⅰ区代表站玉山的极端降水事件在1976年后和1986年后分别发生了由偏多转为偏少和由偏少转为偏多的突变;Ⅱ区代表站永丰在1974年后和1984年后分别发生了由偏少转为偏多和由偏多到偏少的突变。通过最大熵谱分析表明,各分区以2～6 a的年际变化周期最为普遍,其中Ⅴ区还存在13 a的年代际变化周期。从气候因子分析看,前期5～6月和冬季赤道东太平洋海温对江西汛期极端降水事件存在显著影响     

基于FloodArea模型的城市内涝灾害风险评估与预警

近年来,城市内涝问题日益突出,严重影响着城市的可持续发展。运用合肥市气象数据、地理信息数据、社会经济统计数据以及历史内涝灾情数据,基于二维非恒定流水动力模型（FloodArea）,开展城市内涝灾害风险评估与预警技术研究。研究表明：根据城市内涝预警业务需求,综合暴雨强度公式和广义极值分布两种方法,推算出合肥市1、3、6、12、24 h下5、10、20、30、50、100 a一遇的降水量,应用FloodArea模型模拟得到不同历时下多个重现期的淹没水深图谱,耦合精细化的承灾体信息及脆弱性曲线,完成合肥市城市内涝风险评估,再结合强降水预报,开展城市内涝风险预警业务应用;由典型内涝过程的效果检验可知,风险评估结果与灾情调查数据较为吻合、可靠度高,进而建立了降水预报→淹没模拟→风险评估→预警发布→效果检验一套较为完备的城市内涝风险评估与预警业务流程,可用于城市内涝实时风险评估与预警业务。     

淠河流域不同强度等级降水变化研究

淠河流域降水时空变率大,深入分析不同强度等级降水的特征和变化,对于全面揭示研究区气候变化、合理有效利用水资源、防治洪旱灾害具有十分重要的意义。基于淠河流域12个气象站1958~2012年逐日降水资料,分析年、季不同级别降水量(频次)的变化特点,以及主汛期(5~9月)连续3d最大降水量的概率分布。结果表明,淠河流域小雨量(频次)四季分布比较均匀,级别越高,降水频次越少,分布越集中,夏季暴雨多发。淠河流域年总降水量增加趋势不显著,总降水频次则显著减少。夏季各级别降水量(频次)均呈增加趋势,其中暴雨增加最显著,冬季总降水频次无明显趋势变化,小雨、中雨量增加显著,春、秋季总降水频次和小雨频次的减少趋势极其显著。淠河流域暴雨量、暴雨频次均在1968年发生增多突变,小雨频次在1975年有极显著减少突变,年总降水量有增多突变,总降水频次则有减少突变。自20世纪70年代后期以来,研究区主汛期连续3d极端强降水出现概率加大,不同重现期极值增大,洪涝灾害风险加剧。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

基于情景分析的区域洪涝灾害风险评价——以巢湖流域为例

洪涝灾害是制约区域粮食安全和社会可持续发展的主要因子之一。在风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标权重,通过情景分析技术从降水、土地利用、人口、GDP等方面构建复合情景;应用GIS空间分析技术构建洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究结果表明:2020年巢湖流域洪涝灾害危险性由东南部向西北部减小;合肥市区的洪涝灾害易损性最大,和县的易损性最小。巢湖流域东南部洪涝灾害风险最大,西南部的大别山区风险较小,随着重现期的增大,流域的洪涝灾害风险也逐渐增大。模拟灾害发生的情景,并分析不同情景下的洪涝灾害风险,更能体现洪涝灾害的不确定性和变化性,为流域防洪战略决策研究提供科学依据。     

洪灾综合风险的结构特征分析

洪灾风险研究从单一风险转向综合风险,将是防洪减灾理论发展的必然趋势,而结构特征分析则是洪灾综合风险研究的首要任务。首先,应用灾害学的研究理论探讨洪水灾害的风险性,建立由致灾因子的危险性、孕灾环境的脆弱绝对性、承灾体易损相对性及用于洪灾风险宏观评价的灾情损失评估所组成的洪灾风险分析的宏观结构,并给出了相应的量化途径;其次,从模型分析的角度,分析了由洪水风险、防洪工程风险、防洪投资风险、洪泛区风险、洪水生态环境风险和防洪决策风险6个方面组成的洪灾综合风险特征,构建以洪水为中心的洪灾风险链的微观结构,并应用概率论方法,给出了相应的量化概念模型;最后,对洪灾综合风险的结构进行了系统分析。     

鄱阳湖流域城市洪涝灾害风险及土地类型调整策略研究 ——以景德镇市为例

在全球气候变化和人类活动影响下，流域内城市洪涝灾害发生的频率、强度及其造成的损失日益加剧，更好的揭示洪涝灾害风险的时空演变规律对不同流域下城市防灾减灾具有重要意义。基于流域城市洪涝灾害风险的形成过程，从致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力4个方面选取指标，构建了基于格网的流域城市小尺度洪涝灾害风险评价模型，并以景德镇市城区为例，将空间风险定量计算，分析了城市洪涝风险的时空分异特征，最后提出土地利用类型的调整策略。结果表明:从空间上，城区洪涝灾害风险极大值与极小值差值存在较大的差异，呈现由昌江、南河、西河等河流为中心向四周逐渐减小的方向性变化，不同区域的风险波动性幅度不同，社会经济发展水平较高的珠山区昌江沿岸区域为景德镇城区的洪涝灾害高风险区，西部、西南部山区以及东部乡镇由于地势较高，风险水平较低。从时间上，景德镇市城区的洪涝灾害风险最大值呈下降趋势，南部洪涝灾害风险整体变小，但风险集中程度不断加剧，城区西部风险值有小幅度的上升；针对不同的区域特征，通过两种方案对城区内洪涝灾害易涝典型地区进行土地利用类型调整，两个区域风险分别从0.606与0.610降低到0.561与0.571。     

大别山北坡典型区域暴雨洪涝风险评价研究——-以安徽省六安市为例

从暴雨洪涝的形成机制入手,考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力等4个因子的综合作用,针对安徽省六安市实际,构建了暴雨洪涝风险评价指标体系。借助ArcGIS 100强大的空间分析功能,以30 m×30 m栅格为评价基本单元,在4个因子空间分布图的基础上,依据层次分析法确定的权重,进行因子叠加分析,得到了暴雨洪涝风险综合评价结果和等级图。结果表明,六安市暴雨洪涝风险明显分为西南、东北两部分,西南大别山地区整体风险水平低于东北部。从县域来看,六安市城区、寿县整体风险水平最高。从自然区域来说,高风险区主要分布在河流沿线、湖泊周边和圩畈区。初步验证表明,风险评价结果符合实际情况,具有较好应用价值     

基于EEMD和EOF的鄱阳湖流域近550 a来旱涝时空变化

利用鄱阳湖流域及周边地区5个站点1467~2016年旱涝灾害史料,结合《中国近五百年旱涝分布图集》数据和现代器测降水资料,基于相关系数权重法集成重建了鄱阳湖流域近550 a旱涝序列。采用集合经验模态分解和经验正交函数等手段分析了鄱阳湖流域近550 a来的旱涝时空变化特征。结果表明：（1）鄱阳湖流域旱涝序列的各IMF分量变化规律符合自然信号的非线性变化的特征,主要的高频变化周期有2~3 a、7~8 a;中低频变化周期有22 a、36 a;低频变化周期有110 a、220 a等。（2）旱涝序列空间场的EOF分解表明,前4个模态的累积方差贡献率为93.68%,收敛效果明显。第一模态为区域整体变化一致;第二、三模态分别代表南北方向和东西方向上旱涝变化不一致;第四模态代表赣南地区的极端降水类型。（3）主要空间模态的时间系数功率谱分析结果表明,旱涝空间场模态的变化周期与旱涝序列EEMD分解的结果基本一致。 关键词： EEMD;EOF;旱涝变化;时空特征;鄱阳湖流域     

近50a江西省旱、涝变化趋势及驱动因素研究

基于江西省5个气象站(赣县、吉安、南城、南昌、景德镇)近50 a(1961~2010年)平均气温、最高、最低平均气温、相对湿度、风速、日照时数、降雨量等逐月平均资料,计算江西省干旱侦测指数(Reconnaissance drought index,RDI),分析旱情、涝情变化趋势。同时,运用多元回归法分析主要驱动因素。研究结果表明,1961~2010年江西省年及四个季节的降雨量、平均相对湿度与RDIst值均呈现极显著的正相关关系(p0.01),而日照时数则与RDIst值呈现极显著的负相关关系(p0.01)。降雨量对江西省旱、涝变化的贡献率最大,为42%~58%;其次是平均气温和相对湿度,分别为11%~19%和7%~19%;平均风速和日照时数对江西省旱、涝变化的贡献率较小。降雨量、相对湿度的增加,日照时数的减少共同导致了1961~2010年江西省年际尺度和春季RDIst值的增加,表明江西省总体从偏旱向偏涝转变。1961~2010年江西省夏季、秋季和冬季RDIst没有明显的增长或降低趋势。     

鄱阳湖洲滩植被健康状态评价及其典型不健康年水文条件分析

在气候变化、人类活动的共同影响下,湿地生态系统退化的形势日益严峻。因此,开展浅水湖泊洲滩植被健康状态评价,探索导致湖泊洲滩植被结构和功能退化的原因具有十分重要的意义。通过构建逐层聚合的指标体系,运用综合健康指数法(EHCI)对鄱阳湖洲滩植被健康状态进行评价;并通过不健康年份湖泊水情与多年平均湖泊水情的对比,揭示对洲滩植物健康状态影响最为显著的湖泊水情。主要结论如下:(1)1989~2010年春季,鄱阳湖洲滩植被处于健康和亚健康状态的年份约占总体的80%,不健康年份约占总体的20%;同时段的秋季,鄱阳湖洲滩植被在健康和亚健康状态的年份约占总体的85%,不健康年份约占总体的15%。1989~2010年,鄱阳湖年均洲滩植被健康状态均在健康与亚健康之间,无不健康年份。鄱阳湖洲滩植被健康状态在年尺度上表现出比单一季节更好的稳定性。(2)涨水期水情是影响鄱阳湖春季洲滩植被健康状态的主要水文要素。1989~2010年春,鄱阳湖洲滩植被不健康年份发生在典型的春旱年份2005年和典型的春涝年份2010年。丰水期水情是影响鄱阳湖秋季洲滩植被健康状态的主要水文要素。1989~2010年秋,鄱阳湖洲滩植被不健康年份出现在典型的丰水期高水情年份1999年和典型的丰水期低水情年份2001年。就鄱阳湖年均水位波动状况而言,其具有比单一季节水位波动更好的稳定性,因此导致鄱阳湖洲滩植被全年的总体健康状态比单一季节具有更好的稳定性。本研究结果对于科学的认识鄱阳湖洲滩植被现状及其变化原因具有重要的现实意义,也为鄱阳湖洲滩湿地管理、生态修复及工程决策提供了重要的科学依据。     

社会减灾能力信任及水灾风险感知的区域对比——基于江西九江和宜春公众的调查

研究公众对社会减灾能力及灾害风险的认识，有助于从公众视角揭示风险潜在因素，不仅是进行风险沟通的必备环节，还可以为开展有效的减灾宣传教育、提高公众减灾意识提供决策依据。通过社会调查（221份样本）和统计分析方法，比较了江西九江、宜春公众对于社会减灾能力的信任及水灾风险感知。结果表明，公众对于社会减灾能力基本持信任态度，信任度高低排序为：灾害监测预报>政府应急>防灾工程>预警传播，其中宜春公众的信任度较高；公众对于水灾的风险感知较弱，尤其是宜春公众认为水灾发生、受灾的可能性很小；公众的信任与对区域减灾能力的了解无关，主要是受到受灾经历（受灾次数、灾情损失、灾后救援）的影响，即区域本底灾害风险的高低导致公众认知的差异，风险较高区域（九江）的公众具有更为明确的降低风险的行为倾向及意愿。     

干旱灾害对江西省农业生产的影响及其对策

江西是农业大省,是国家重要的粮食主产区。近10 a来江西省干旱发生频繁,导致农业生产损失严重,威胁到农业的可持续发展。基于历史文献与资料,结合江西省农业厅的农业灾情调查数据和干旱指数最高的星子县、都昌县调研数据,着力分析近10 a来江西省的干旱状况及其对农作物生产的影响,探讨农业干旱灾害的成因。研究结果表明:江西干旱灾害以秋旱为主,近10 a年对江西的粮食和棉花生产造成重大损失,尤其是鄱阳湖区地区;江西农业干旱灾害的主要成因包括降水分布不均匀、红壤持水能力低、水利设施年久失修、植被结构破坏和易改变水文过程的大型水利设施建设。最后针对农业干旱灾害的主要成因,提出了减轻干旱灾害对农业生产不利影响的对策     

淮河流域降水量年内分配变化规律分析

年降水的时间分配对水资源利用有很大影响,降水的分配不均匀更是季风气候区旱涝灾害的主要原因。利用河南省气候中心和国家气象信息中心提供的1961～2005年淮河流域84个气象站资料,对淮河流域降水的年内分配不均匀性、降水集中度和集中期及其变化幅度进行分析,揭示了该地区的降水变化规律,从而为研究这一区域的旱涝灾害规律和水资源利用提供帮助。研究结果表明：①淮河流域降水的年内分配具有明显的不均匀性,北部地区的降水不均匀性和集中度更明显,北部地区的降水相对较少,因而进一步加重了北部的干旱。②降水分配的不均匀性存在明显的年际变化,上游大于下游,南北表现的变化趋势不一致,变化幅度不同;③淮河流域年内降水集中期,从南向北逐步推后,从豫南到黄河以南需要20 d左右,降水集中期与主汛期时间一致;④降水集中期年际变化南部比北部大,表明淮北的汛雨期比较稳定,而淮河流域南部汛雨期出现时间变化比较大;⑤淮河流域大部地区的气候旱涝与降水集中度有明显相关.