基于卫星降水的鄱阳湖流域旱涝分析及其可靠性检验

基于热带测雨卫星(TRMM)３B４２降水数据,通过Z 指数方法对鄱阳湖流域１９９８年１月~２０１０年１２月
旱涝的时空分布进行分析,并利用流域内１５个雨量站观测降雨数据同样采用Z 指数方法分析流域旱涝变化,与
TRMM 结果进行对比,检验其精度和可靠性.结果显示:TRMM 降水与地面雨量站观测降雨具有较高的一致性,
能正确反映流域的降水情况;其计算的Z指数在１９９８~２０１０年以０为中心呈锯齿状增大减小交替变化,所反映的
洪涝事件主要发生在４~６月,占全年的６０％左右,而干旱主要发生在９月~翌年１月份,其与鄱阳湖流域降水的
年内分布特征是一致的;同时,基于TRMM 降水反映的流域旱涝等级与降雨量的空间分布基本一致,TRMM 降水
能够用于流域旱涝的空间分布监测.     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象,以水系分形维数为指标来描述流域水系特征,以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性,研究两者之间的关系,并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明,流域水系分维数越高,水系越复杂,其径流深序列Hurst指数则越高,其径流过程则越简单,反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性,径流越复杂,则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此,一般来说水系分维越高,水系越复杂,则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系,可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下,水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

1951年来洪泽湖流域面雨量变化特征与趋势分析

降雨是诱发洪涝灾害的主要因素,降雨特性的研究对流域洪涝风险防范具有重要意义。采用距平分析、Mann Kendall检验和重标极差R/S分形分析等方法,对1951年来洪泽湖流域年面雨量的变化特性和趋势进行分析。结果表明:在气候变暖的影响下,近58 a来流域年雨量波动幅度较大,面雨量总体呈现增加的趋势,但增加趋势不显著,面雨量异常时往往导致洪涝发生。在变化阶段上,年面雨量经历了1950s到1970s的年代际减小和1980s以来持续增加的两个阶段,且年雨量在1965年和2003年左右出现降雨突变异常并导致严重洪涝灾害。Hurst分形指数为0.538,表明未来流域年面雨量具有持续性和长程记忆效应,雨量仍然呈增加趋势,并具较大随机性,说明未来降雨变化具有较大的不确定性特征。洪泽湖流域降水变化特性和未来变化趋势的规律认识对流域风险防范具有重要意义。     

鄱阳湖生态经济区近60年极端温度事件变化特征研究

利用环鄱阳湖生态经济区6站逐日气象数据,建立了该区1952~2011年近60 a极端温度事件演化序列。研究表明：（1） 环鄱阳湖生态经济区极端高、低温事件线性趋势分别为04、-27 d/10 a;冷、热日持续指数线性趋势分别为-04、-24 d/10 a;（2）近60 a间,环鄱阳湖生态经济区内极端温度事件表现出两个明显的高频数（不稳定阶段）和低频数（稳定阶段）。其中极端高温事件和热日持续指数两个阶段分别为：1952~1979年和1980 ~2002年;极端低温事件和冷日持续指数两个阶段分别为：1952~1985年和1986~2007年;（3）近60 a以来,极端高温事件和热日持续指数在1970s晚期至1980s初期发生了较大变化,此前主要表现为叠加在弱准12~13 a周期下的强准7 a周期,之后主要表现为准9 a周期,并有不连续的4~5 a周期;极端低温日数和冷日持续指数周期性在1950s~1990s表现为弱11~12 a周期,1970s晚期至1990s则表现为弱准5 a周期;（4）环鄱阳湖生态经济区内极端低温事件是气候变暖背景下对冬季风强度的敏感响应,极端低温事件的高频数（强烈波动）主要发生在强冬季风背景下,弱冬季风条件下则出现相反情况。而极端高温事件与夏季风强度关系复杂的多,其原因尚待进一步研究     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析, 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点;而从斑块类型水平上看,各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大,反映了生态系统的复杂性.     

汉江上游郧县前坊段全新世古洪水水文学研究

对汉江上游郧县段全新世古洪水滞流沉积层进行了沉积学和水文学研究。结果表明,该沉积物是古洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境中堆积形成的,与黄土和古土壤显著不同。通过OSL测年和文化层的考古学断代,表明它所记录的特大古洪水事件发生在东汉时代（200 A.D.）。根据沉积学和水文学原理恢复古洪水水位高程,计算得到古洪水洪峰流量为65 830 m3/s;利用2011年汉江上游洪水洪痕记录的洪峰水位高程反演其洪峰流量,推算结果与实测数据误差仅09%,证明研究获得的古洪水水文数据合理可靠,从而为汉江上游的水利工程建设及流域内的防洪减灾提供了基础数据     

云南省1958～2013年极端气温时空变化特征分析

利用云南省1958～2013年28个气象站点逐日最高气温、最低气温数据,计算10个极端气温指数.基于Mann-Kendall(M-K)方法分析极端气温指数年代/际、季节变化趋势,并利用反距离权重法探讨极端气温空间分布特征.为进一步明确未来各极端气温指数年/季节可能存在的变化趋势,利用R/S分析方法,估算极端气温指数的Hurst指数.分析结果表明:(1)时间上,极端高温事件发生频率及持续时间均显著大于低温事件,而最低气温增温幅度高于最高气温.且年/季节最高气温与最低气温均在1980年代后呈现更为显著的增温趋势,四季中冬季最高、最低温度增温幅度均最大;(2)空间上,极端高温事件高发地区为滇西南与滇中地区,而极端低温事件高发地区为滇西北及滇东北地区;(3)全省未来最高气温(TMAX)与最低气温均呈增加趋势,且TMIN增加趋势持续性更为明显,增温趋势持续性最强的地区为:昆明、景洪、腾冲、香格里拉及昭通TMIN.     

乌江中上游水库-河流体系夏秋季N、Si分布特征

测定了乌江中上游的洪家渡至乌江渡水库段水体中总氮、氨氮和溶解态硅等营养物质含量，并现场测定水深、温度、溶解氧和叶绿素浓度等理化参数。研究结果表明：在夏秋水库分层现象不断减弱期间，氮、硅的空间分布受水库生物地球化学作用差异的影响，在空间上具有明显不同的分布特征。流域内地表水总氮含量变化不大，水库内垂直分布也较均一；7至9月份河流和水库表层水体总氮含量平均值呈下降趋势，分别为347、317和 3.00 mg/L。7、8月份水库表层水溶解态硅含量明显低于上下游水体，说明水库生物吸收作用强而导致水库滞留溶解态硅；在垂直剖面上，0～30 m 水体溶解态硅含量随水深增加而增加，30～60 m 溶解态硅含量变化不大，这反映了水库上层水体生物对硅的吸收,和下层水体溶解态硅的吸收和释放平衡。     

乌江中上游水库-河流体系夏秋季N、Si分布特征

测定了乌江中上游的洪家渡至乌江渡水库段水体中总氮、氨氮和溶解态硅等营养物质含量,并现场测定水深、温度、溶解氧和叶绿素浓度等理化参数。研究结果表明：在夏秋水库分层现象不断减弱期间,氮、硅的空间分布受水库生物地球化学作用差异的影响,在空间上具有明显不同的分布特征。流域内地表水总氮含量变化不大,水库内垂直分布也较均一;7至9月份河流和水库表层水体总氮含量平均值呈下降趋势,分别为347、317和 3.00 mg/L。7、8月份水库表层水溶解态硅含量明显低于上下游水体,说明水库生物吸收作用强而导致水库滞留溶解态硅;在垂直剖面上,0～30 m 水体溶解态硅含量随水深增加而增加,30～60 m 溶解态硅含量变化不大,这反映了水库上层水体生物对硅的吸收,和下层水体溶解态硅的吸收和释放平衡。     

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。     

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。     

洞庭湖区土地利用变化对地表产流的影响分析

利用20世纪80年代末期和90年代末期获取的陆地资源卫星图像,通过GIS分析方法,对洞庭湖区近10年的土地利用／覆盖变化进行了统计分析。并以1996年7月日降雨资料分别计算了1989年和1999年土地利用状况下区域的产水量。结果表明：洞庭湖区10年间土地利用变化的主要趋势是耕地面积减少和建设用地、水域面积的增加。土地利用的主要转化方式有水田转化为建设用地、水田转化为水域、林地转化为建设用地以及旱地转化为建设用地。同样的降雨条件下,洞庭湖区1999年下垫面状况下的产水量比1989年多206×105 m3,建设用地面积的增加是这一时期产水量增加的主要原因。土地利用的变化影响汛期产水量和汇流速度,加强洪泛区的土地管理,合理控制调整土地利用状况是减轻洪涝灾害威胁的有效手段。     

上海市降雨变化与灾害性降雨特征分析

降雨是引发城市内涝的关键因素,与公众安全密切相关,分析其特征,能够为内涝防治提供一定参考和依据。上海地区气候条件复杂,深受暴雨、台风等水情灾害影响。依据国家基本气象站-宝山站数据,对上海市近40 a降雨变化和灾害性降雨特征进行了分析。结果表明上海年均降雨量以509 mm/10 a的速率递增。同时,降雨天数的减少较为显著,以3 d/10 a的速率递减。从降雨量和降雨强度的角度,灾害性降雨多为暴雨和短历时强降雨。上海年均暴雨天数为3 d,但雨量可占全年的1/5,大范围暴雨通常由台风引起。近年来,高于排水标准的短历时强降雨出现频次有增多的趋势。汛期作为灾害性降雨的高发期,可作为城市防涝的重点     

GIS-based statistical model for the prediction of flood hazard susceptibility

At present, flood is the most significant environmental problem in the entire world. In this work, flood susceptibility (FS) analysis has been done in the Dwarkeswar River basin of Bengal basin, India. Fourteen flood causative factors extracted from different datasets like DEM, satellite images, geology, soil and rainfall data have been considered to predict FS. Three heuristic models and one statistical model fuzzy Logic (FL), frequency ratio (FR), multi-criteria decision analysis (MCDA) and logistic regression (LR) have been used. The validating datasets are used to validate these models. The result shows that 68.71%, 68.7%, 60.56% and 48.51% area of the basin is under the moderate to very high FS by the MCDA, FR, FL and LR, respectively. The ROC curve with AUC analysis has shown that the accuracy level of the LR model (AUC?=?0.916) is very much successful to predict the flood. The rest of the models like FL, MCDA and FR (AUC?=?0.893, 0.857 and 0.835, respectively) have lesser accuracy than the LR model. The elevation was the most dominating factor with coefficient value of 19.078 in preparation of the FS according to the LR model. The outcome of this study can be implemented by local and state authority to minimize the flood hazard.

     

长江中游地区洪涝灾害的土地利用思考

长江中游地区是我国长江产业带的腹地和承东启西的重要地区。进入20世纪90年代以来,长江中游地区的洪水屡屡成灾,经济损失越来越大。尽管洪涝灾害的发生与气象、地貌等自然条件密不可分,但人类不合理的土地开发利用对洪涝灾害的影响不容忽视。通过定性与定量相结合的方法分析了洪水位、河流湖泊的调蓄能力、洪涝灾害的经济损失等与土地开发利用的关系,论述了长江中游地区土地利用,特别是围湖造田、围垦江洲、分蓄洪区的开发等,与洪涝灾害的关系,指出长江中游地区不合理的土地利用所引起的河湖调蓄能力的下降是加剧中游地区洪涝灾害的重要因素。据此提出了中游地区减轻洪涝灾害的土地利用对策,如编制易灾区土地利用总体规划、实施“退田还湖、移民建镇”战略、发展“避洪农业”、建设分蓄洪区、提高土地利用率等。最后,分析了实施这些措施的可能性及实施过程中有待进一步解决的问题。     

平原地区洪灾风险评价的GIS方法研究 --以荆州6县市为例

平原地区因地势低平。水网发达而常遭到洪水的威胁。这种威胁既有来自过境洪水的洪灾．也有来自本地因暴雨引起的涝灾。如何考虑它们两者的相互影响以及洪水灾害的自然与社会经济属性，进行洪水风险评价是一个比较困难的问题。在地理信息系统软件ArcGIS8．1支持下，既考虑过境洪水与本地涝灾，也考虑承灾体的易损性(包括人口、交通线与经济)，还考虑抗灾能力，以GRID模块的地图代数作为运算手段，用AHP法确定因子的权重，建立了评估平原地区的洪灾风险的计算模型和评价方法，该模型运用于长江中游洪灾风险比较严重的地区——荆州地区的6县市．取得了比较好的效果。     

基于GIS技术的洪水淹没计算分析系统建立与应用

洪水淹没范围的计算分析是防汛救灾管理和灾害损失评估的核心任务,而利用高新技术对洪水进行监测管理、计算分析和灾害损失评估,一直是防汛应急管理工作的薄弱环节。为此,探讨防洪流域洪水淹没计算分析系统的解决方案和实现方法,对应用系统的软硬件环境、体系结构、系统内容、系统功能和技术特点等进行详细说明,采用较为成熟的模型技术和计算机手段,研究建立基于GIS技术的洪水淹没计算分析系统,实现多源数据管理、洪水演进模拟、淹没范围计算和灾害损失评估等功能,并在海子水库防汛救灾管理工作中运行良好。应用结果表明：所采用的技术方法和分析模型能准确地计算模拟洪水淹没范围;洪水淹没面积的计算精度以及灾害评估和预测分析的准确性主要取决于空间数据精度的优劣和相关统计数据的完备程度。     

北川震后重构聚落的地质灾害灾情分析

北川羌族自治县是2008年"5·12"地震的极重灾区,地震给其境内的各类城乡建筑造成了严重的损失,经过3a多的灾后重建,该县聚落空间得到快速的重构。2013年的7·9洪灾之后,北川境内的地质灾害事件全面爆发,给重构聚落空间的安全造成了严重的威胁。以2013年7·9洪灾之后的灾情普查数据和北川的土地利用图为基础数据,利用GIS技术,使用最邻近法及主成份分析法分析评价了北川境内聚落空间的地质灾害灾情特征,并根据各个聚落斑块的灾情指数值的大小将其划分为灾情轻微、较重、严重和极严重的4个等级。评价的结果表明:北川县境内共有1 016个聚落斑块受到地质灾害点的威胁,占聚落斑块总数的5.702%;其中,灾情极重的聚落有45个、灾情严重的聚落有64个、灾情较重的聚落有775个、灾情较轻的聚落有132个。该评价结果可以为地方政府根据各受灾聚落灾情的轻重缓急而制定出科学的防灾减灾决策提供基本依据。     

Evaluating the cost of flood damage based on changes in extreme rainfall in Japan

We estimated the cost of flood damage using numerical simulations based on digital map data and the flood control economy investigation manual submitted by the Ministry of Land, Infrastructure, Transportation, and Tourism in Japan. The simulation was carried out using a flood model incorporating representative precipitation data for all of Japan. The economic predictions, which estimate flood damage caused by extreme rainfall for the return periods of 5, 10, 30 50, and 100 years, are as follows: (1) the cost of flood damage increases nearly linearly with increases in extreme precipitation; (2) assuming that flood protection is completed for a 50-year return period of extreme rainfall, the benefit of flood protection for a 100-year return period of rainfall is estimated to be 210 billion USD; (3) the average annual expected damage cost for flooding is predicted to be approximately 10 billion USD per year, based on the probability of precipitation for a return period of 100 years and assuming that flood control infrastructures will be completed within the 50-year return period and will be able to protect from flooding with a 50-year return period; (4) urban and rural areas are predicted to suffer high and low costs of damage, respectively. These findings will help to derive measures to enhance flood protection resulting from climate change.