湖南鼎城农业旱灾脆弱性的变化及原因分析

农业旱灾的形成是降水不足或不均与农业生产系统脆弱性共同作用的结果,承灾体脆弱性的高低会起到“放大”或“缩小”灾情的作用,降低承灾体的脆弱性是抗灾减灾的主要和有效途径。选择湖南省鼎城区为研究区,发现在降水量及其季节分配相似,即致灾强度相似的两个年份（1988年和2001年）,粮食因灾损失量前高后低。通过建立包括作物需水亏缺指数、耕地的灌溉便捷指数、耕地平坦指数、耕地生产投入指数等7个指标的评价指标体系,分别对1988年和2001年该区的农业旱灾承灾体脆弱性进行评价。结果显示该区的承灾体脆弱性明显降低,分析其原因,发现作物结构调整（中稻播种面积比例的适当增加）、耕地条件和生产力的改善、利用灌溉条件能力的提高有效地降低了该区农业旱灾承灾体脆弱性,减小了粮食生产的因灾损失。为致灾因子相似、承灾体脆弱性不同会“放大”或“缩小”灾情提供了实证案例。     

济南市南部山区降雨特性分析

通过对济南市南部山区50年降雨资料的分析,得出南部山区年降雨量为648mm,降雨季节性明显,降雨量主要集中在6-8月份的降雨特点;采用皮尔逊Ⅲ型曲线拟合了降雨频率曲线,分析了降雨量与频率之间的关系,得出年降雨量在1000mm以上的频率是2%,年降雨量在640mm以上的频率是50%。最后采用一维坡地径流模型对南部山区内的典型丘陵的产流量进行了模拟计算,模拟结果和实测值吻合较好。     

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     

基于GIS的广州市洪灾风险评价

运用GIS技术和AHP模型,选取洪水危险性和承灾体脆弱性两个二级指标以及洪灾灾次、地形因子、河网因子、年暴雨日数、年降雨量、防洪因子、人均GDP、人口密度和经济密度等九个三级指标对广州洪灾风险进行评价。结果显示:越秀区和南沙区的绝大部分等区域风险最高,风险度高于0.75,这些地区应高度重视防洪建设;海珠区绝大部分等区域风险较高,风险度高于0.65,应特别加以防范;萝岗区大部分等区域风险较低;风险最低处分布于从化等的山区。评价结果可为广州市防洪减灾提供依据。     

中国不同强度降雨量的多属性时序变化特征及其对ENSO的响应

ENSO是影响全球和区域降雨最显著的海气环流因子之一,且具有明显的周期性发展变化特征。基于1961～2016年中国545个气象观测站的日值降水数据,依据中国气象局中央气象台划定的日降雨强度标准,将降雨分为8种强度类型,诊断其8种不同强度降雨量的多属性时序变化特征,及其在不同时频域上对ENSO的响应。结果表明:(1)1961～2016年中国低强度降雨量以减少趋势为主,高强度降雨量则以增加趋势为主。不同强度降(暴)雨量对总降(暴)雨量的贡献率也有类似变化特征。由低强度降雨向高强度降雨转变过程中,中间强度降雨量及其贡献率呈现出先增后减的现象。说明中国降雨在朝着极端化方向发展。(2)除大雨与总降雨外,其它强度降雨量均存在4年及以内的振荡周期,其与ENSO发生发展周期具有较好的一致性。(3)除小雨外,其它强度降雨量的突变均通过了0.05显著性水平的检验,其中中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、总暴雨和总降雨量分别在1967、1972、1995、1995、1996、1994和1973年发生了突变。上述突变中,低强度降雨量突变多在拉尼娜年发生,而高强度降雨量则多在厄尔尼诺年发生。(4)除小雨外,其它强度降雨量在1961～2016年与ENSO具有良好的相关性,均通过了0.05显著性水平的检验。在不同时频域上,中国不同强度降雨量与ENSO多在4年及其更短尺度上具有较好的一致性变化特征。尤其在低能量波谱区的高强度降雨和总降雨量与ENSO在长期变化上一致性较高。     

苏州城市化进程对降雨特征影响分析

城市化的发展过程中,城市下垫面的改变以及人类的生产生活共同作用使大气边界层的特性发生变化,从而影响了城市地区的降雨。位于太湖流域平原水网地区的苏州城市化发展迅速。在分析了苏州城市化发展进程的特点及1953~2000年降雨时间序列特征基础上,采用同时期城区（苏州站）与郊区（望亭站）雨量横向对比、城市化发展不同时期同一站雨量纵向对比的方法,研究了城市化对该地区降雨量、降雨年内分配、降雨发生次数等的影响。通过研究发现：城市化对年雨量、汛期雨量和最大日雨量都有不同程度的增加作用,其中对最大日雨量的影响最显著;受城市化影响,降雨年内分配有集中的趋势;城市化使不同类型降雨发生次数均增加,其中对暴雨发生次数的影响最大。     

三峡库区复杂地形下的降雨时空分布特点分析

根据三峡水库坝区周边10个气象站1992~2002年逐日降雨资料,先用比值法将短期考察资料延长,再通过对比、回归等方法,客观分析降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等指标随时间（年内、年际）和地形（高度、坡向）的变化,其特点如下：三峡坝区冬干、夏雨、秋雨明显,近年降雨增多;与武汉市相比,有降雨日多但降雨量、暴雨日及大暴雨日少的特点;降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等多随高度上升而递增;由于受南北边山地阻挡和峡谷的影响,长江以南降雨大于长江以北;水体抑制库周降雨,且夜间比白天明显,强降雨过程比弱降雨过程明显。三峡地区降雨周边山地多于谷底,蓄水后差异将更明显,使地质灾害容易发生,应引起高度重视。     

基于土壤侵蚀模型的滑波临界雨量估算探讨

针对滑坡临界雨量确定目前存在的问题,提出一种基于土壤侵蚀模型的滑坡临界雨量估算的新方法。该方法基本思路是：降雨引起土壤侵蚀,当土壤侵蚀达到一定强度时可诱发滑坡,因此利用土壤侵蚀模型可以推算滑坡临界雨量。以湖北省秭归县为例进行试验,从降雨-土壤侵蚀-滑坡的成灾机理入手,利用卫星资料、地理信息资料及降雨资料,计算降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形（坡长、坡度）、植被覆盖和土地利用类型等因子,基于USLE土壤侵蚀模型,计算滑坡发生时土壤侵蚀强度,通过分析多个滑坡个例,确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推算不同预警点滑坡临界雨量。相比以往仅仅分析灾情与降雨之间关系的传统方法,该方法有较为清晰的物理意义,实际业务中也易于实现,在滑坡预警预报中有较高实用价值     

杭州市暴雨洪涝灾害风险区划

暴雨洪涝灾害是一个多因素耦合的复杂系统,在自然灾害系统理论基础上,根据杭州市1959～2009年的降水资料、自然环境以及社会经济要素,综合致灾因子、孕灾环境、承灾体以及防灾减灾能力,构建区域暴雨洪涝灾害风险评价模型。考虑到降水、地形、水系以及GDP和耕地等因子,通过ArcGIS空间分析技术结合模糊综合评价法,编制以100 m×100 m栅格为基本评价单元的杭州市暴雨洪涝灾害风险区划图。区划结果表明杭州暴雨洪涝风险东北部高于西南部。杭州暴雨洪涝风险高值区主要在杭州市区、余杭区、临安市、富阳市和桐庐县的富春江流域、淳安千岛湖西南部地区。暴雨洪涝风险高值区主要集中在山谷、河边、江边、人口密集地区等区域     

中国长短历时暴雨时空变化格局及其对总暴雨贡献的研究(1951—2010)

采用中国1951—2010年659个站点的日值降水数据,以暴雨持续长短为标准对短和长历时暴雨计算,结果表明:在空间上,中国短历时暴雨量从1951到2010年呈现出由东南沿海向西北内陆梯次减少的现象,而长历时暴雨量则主要集中在广东、广西、海南等东南沿海地区。在时间上,中国年际和年代际短和长历时暴雨均呈现增加趋势。在降水贡献率占比上,1951—2010年中国总暴雨量占总降雨量以及总暴雨日占总降雨日的比例分别为6.1%—27.7%和0.6%—2.5%;同期中国短历时暴雨量在总暴雨量和短历时暴雨日在总暴雨日中的比例分别为75.9%—89.4%和75.6%—89.2%,短历时暴雨占主导地位;而长历时暴雨量在总暴雨量和长历时暴雨日在总暴雨日中的比例分别只占10.6%—24.1%和10.8%—24.4%。在降水贡献率变化趋势上,在1951—2010年间,中国总暴雨对总降雨的贡献率呈增加趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为2.1%/10a和0.2%/10a;短历时暴雨对总暴雨的贡献率也呈增加趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为0.5%/10a和0.4%/10a;而长历时暴雨对总暴雨的贡献率呈减少趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为-0.5%/10a和-0.4%/10a。以上结果表明中国降水在朝着极端化方向变化,短历时暴雨增多显著。     

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     

认知资源对公众城市气象灾害防御支付意愿的影响研究——基于南京市暴雨灾害防御的实证

城市气象灾害防御措施的改进是防灾减灾的有效手段,但如何在辨识公众支付意愿的基础上,构建多方成本分担的灾害防御制度是解决问题的关键。从成本分担的视角出发,以南京暴雨灾害防御为例,分析公众对增强型城市气象灾害防御的支付意愿及认知资源在其中的重要作用。通过构建由Probit模型和有序Probit模型组成的递归混合模型,探讨认知资源和经济资源在公众支付决策中的重要性。研究表明:认知资源的作用十分明显,且随着公众对暴雨灾害风险感知、防御措施了解程度、防御制度认可程度的提高,公众支付意愿越强。而暴雨灾害风险感知又受到灾害趋势认知和经历的共同影响,这两个变量分别影响风险感知的广度和深度,但受教育程度对风险感知深度的影响并不显著。核心建议是从满足公众对城市暴雨灾害风险、防御措施、灾害趋势等知识的需求,政府应该加强暴雨灾害科普宣传的主动性、提升主管和协同部门的公信力;规范科普知识内容、拓宽科普渠道。     

中国东部夏季暴雨事件空间形态变化规律初步分析

基于1961~2010年逐日0.25°经纬度网格分辨率的降水再分析资料,将中国东部分为南部、中部和北部3个区域,以暴雨斑块表征空间上相对独立的暴雨事件,利用景观格局分析方法研究了各区域夏季暴雨事件空间形态变化规律。主要结论如下：(1）各区域空间上相对独立的暴雨事件出现频率与其个数呈反向变化,随日暴雨事件面积指数平均值和合计值增加,其出现频率呈幂指数形态下降;(2）中部区域（北部区域）在6月下旬至7月上旬（7月下旬）暴雨事件最多,在夏季前期（夏季后期）中部区域（北部区域）暴雨事件面积指数最大;(3）南部和中部区域从1990s开始进入暴雨覆盖面积偏大时期,其主导因素是暴雨事件频数增多,北部区域在2000s进入暴雨覆盖范围偏小期的主要影响因素是相对独立的暴雨事件覆盖面积变小。所得结论进一步深化了对我国东部暴雨事件演变规律的认识,在洪涝灾害防御和水资源管理工作中具有较好的应用前景,分析方法可供类似研究工作借鉴。 关键词： 暴雨;中国东部; 形态变化; 夏季     

基于随机森林与可变模糊集的城市洪涝脆弱性评估

洪涝灾害作为城市面临的重要自然灾害之一，对社会经济发展造成了重要的影响。首先从自然、经济、基础设施3个方面利用随机森林模型以数据驱动的方式筛选出了影响城市洪涝脆弱性的12项关键指标并据此构建了城市洪涝脆弱性评估指标体系。在此基础上，基于随机森林和熵权法计算指标体系权重，构建基于随机森林（RF）和可变模糊集（VFS）耦合的城市洪涝脆弱性评估模型（RF-VFS）。最后，以长江流域特大城市南京市为例，进行洪涝脆弱性评估，得到了影响南京市洪涝脆弱性的关键影响因素，并从完善城市洪涝管理政策、加强城市基础设施建设和防灾减灾应急措施3个方面提出了降低城市洪涝脆弱性的对策建议。结果表明：南京市洪涝脆弱性与汛期降雨量、硬地面积、地均GDP、城市道路网密度等指标呈较强关联；近20年南京市洪涝脆弱性等级呈上升趋势且高等级的年份出现频率愈加频繁，尤其是近5年洪涝脆弱性等级较高，研究结果与实际调研情况相符。该研究能为南京市相关管理部门加强洪涝管理和降低洪涝脆弱性提供决策参考，同时对其他城市的洪涝灾害管理也具有借鉴意义。     

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。     

近40年来中国农作物与耕地受灾时空特征及影响因素分析

中国作为农业大国和自然灾害最严重的国家之一,自然灾害会对农作物和耕地造成严重影响。基于1978～2017年中国31个省(自治区、直辖市)农作物受灾面积与灾毁耕地面积等灾情数据,结合气温、降水等气象数据和地形数据,采用计量分析、Morlet小波分析和空间分析等方法,分析我国农作物和耕地受灾的时空分布特征,并探究农作物受灾面积的周期性以及农作物受灾面积、灾毁耕地面积与气温、降水和地形之间的关系。结果表明:1978～2017年农作物受灾主要以旱灾和水灾为主,农作物受灾面积和灾毁耕地面积均呈下降趋势,且农作物受灾面积有30年左右的显著变化周期;不同灾种的空间分布存在差异,其中农作物受灾较大的区域主要是华北平原、东北平原和长江中下游平原等农业较为发达区域,灾毁耕地面积主要分布在毗邻胡焕庸线两侧的省份(直辖市、自治区),且以西南地区为最,洪涝、滑坡、泥石流是造成灾毁耕地的主要原因;农作物水、旱灾害与降水,农作物冷冻灾害与气温,灾毁耕地与平均坡度、坡度大于15度面积比在置信区间呈现正、负、负、正、正的相关关系。在政策设计上掌握农作物和耕地受灾的时空特征和发生规律,将对减少农业自然灾害损失和提高防灾减灾能力具有重要的意义。     

长江流域不同类型降水量的非均匀性分布特征

基于长江流域1963~2016年131个气象站点逐日降水资料,计算了年降水、强降水（极端降水和暴雨）的集中度（PCD）、集中期（PCP）,并结合M-K非参数性趋势检验分析以及相关分析等方法对长江流域降水非均匀性分布特征及其趋势进行了分析,目的在于揭示不同类型降水量在流域内非均匀性分布的特征,加强对强降水在时空分布上的理解。结果表明：流域多年平均年内日降水量集中度（PCDDP）、集中期（PCPDP）均由下游向上游递增,PCDDP变化趋势不显著而PCPDP变化趋势在空间上差异明显,在流域中下游呈增长趋势、上游呈减小趋势;年降水量与PCDDP呈显著正相关的地区主要分布在四川盆地;流域年极端降水量PCDEP、PCPEP的多年平均分布及变化趋势与PCDDP、PCPDP相似。流域多年平均暴雨量（日降水≥50 mm）从下游向上游递减,在四川盆地较四周高,暴雨在流域东部呈增长趋势,在四川盆地呈减小趋势;年暴雨量集中度（PCDRP）、集中期（PCPRP）从流域东南向西北递减,在湖北、贵州以及四川东部PCDRP呈增加趋势,在流域东南部呈减小趋势;PCPRP在江浙、安徽、湖南及贵州地区呈不明显的增加趋势,在四川、云南等地呈减少趋势。     

城市屋面雨水利用潜力分析——以南京市河西地区某小区为例

城市雨水利用是解决城市水资源短缺和减轻内涝灾害的手段之一。以南京市某小区为例,在分析南京市降雨特征的基础上,利用1〖DK〗∶500地形图资料计算了不同降雨保证率条件下该小区屋面雨水可收集量,分析了雨水收集利用在减轻城市内涝方面的作用,并提出了设置地面蓄水池的4条原则,在此基础上调查分析了该小区设置地面蓄水池的可行性。结果表明:在降雨保证率为50%时,通过屋面年可收集利用的雨量为114 272 1 m3;在日降雨量为500和955 mm（南京市多年平均年最大日降雨量）时,屋面雨水利用可减少214%和112%的地表径流;小区内可设置蓄水池的建筑屋面面积占总屋面面积的55%,其中住宅和其他类建筑中可设置蓄水池的建筑屋面面积比例占77%     

川北典型小流域产流对降雨的多时间尺度响应规律

为了解川北深丘区典型小流域河川径流动态变化规律,以嘉陵江李子口小流域为研究对象,基于2005～2016年的降雨、径流等实测数据,采用相关分析、降雨弹性系数、流量历时曲线等方法探讨了径流对降雨的响应规律。结果表明:(1)径流深和降雨量年际差异性均较大,整体呈不明显上升趋势,径流深的上升幅度略小于降雨量;(2)降雨量和径流深年内分布极不均匀,6～9月分别占年值的67.4%和78.5%,夏季易产生洪涝灾害;(3)极丰水流量、平水流量和极枯水流量分别为2.9、0.2、0.01 m~3/s。极丰水事件通常由长历时暴雨导致;极枯水日则多因长期无降雨或仅少量降雨;(4)典型次降雨中,暴雨、大雨、中雨的流量过程线从尖瘦型转变为平坦型,流量峰值滞后时间依次为1.5、3.67、5 h,滞后时间随着次降雨量的减小而变长,流量过程线的增长幅度随着次降雨量减小而变小。综上,径流和降雨在各时间尺度上均呈极显著相关(P0.01),不同时间尺度响应规律表现出较大的差异性。     

山地城市小型季节性河流雨洪淹没的数值模拟

为预测伏牛溪中下游河段沿岸工程设施在流域暴雨期的潜在淹没危险性,利用MIKE11模型模拟了不同重现期暴雨和长江洪水发生时,伏牛溪中下游河段淹没深度及淹没范围。结果表明:50年及100年一遇暴雨发生时,伏牛溪中游河段的平均淹没深度分别为4.9 m和5.7 m,淹没面积分别为40 542 m2和41 980 m2,鳌山综合市场处居民生活用地会被淹没;50年及100年一遇长江洪水倒灌发生时,下游河段平均淹没深度分别为7.5 m和8.9 m,淹没面积分别为9 890 m2和10 931 m2;50年及100年一遇暴雨和长江洪水同时发生时,下游河段平均淹没深度分别达到9.4 m和10.1 m,淹没面积分别为14 559 m2和16 987 m2,下游污水处理装置会被淹没,部分居民建筑物地基受到威胁。模拟结果为伏牛溪流域的防洪规划和工程设施建设提供了参考。