对菏泽地区百年一遇暴雨成灾的反思

本文针对菏泽地区1993年遭遇百年一遇暴雨成灾的现实,客观地反映了灾情,分析了成灾的主要原因,并提出了防御对策。     

A TRIANGULAR MODEL OF DIMENSIONLESS RUNOFF PRODUCING RAINFALL HYETOGRAPHS IN TEXAS1

ABSTRACT: A synthetic triangular hyetograph for a large data base of Texas rainfall and runoff is needed. A hyetograph represents the temporal distribution of rainfall intensity at a point or over a watershed during a storm. Synthetic hyetographs are estimates of the expected time distribution for a design storm and principally are used in small watershed hydraulic structure design. A data base of more than 1,600 observed cumulative hyetographs that produced runoff from 91 small watersheds (generally less than about 50 km²) was used to provide statistical parameters for a simple triangular shaped hyetograph model. The model provides an estimate of the average hyetograph in dimensionless form for storm durations of 0 to 24 hours and 24 to 72 hours. As a result of this study, the authors concluded that the expected dimensionless cumulative hyetographs of 0 to 12 hour and 12 to 24 hour durations were sufficiently similar to be combined with minimal information loss. The analysis also suggests that dimensionless cumulative hyetographs are independent of the frequency level or return period of total storm depth and thus are readily used for many design applications. The two triangular hyetographs presented are intended to enhance small watershed design practice in applicable parts of Texas.     

渭河流域典型支流致洪临界面雨量确定——以千河流域为例

利用渭河典型支流千河流域千阳水文站控制区域20个气象站2006—2013年的小时降水以及同期水文站的流量和水位数据,基于泰森多边形法、三参数幂函数法、一元非线性回归模型以及概率分布模拟等方法确定了千河流域不同等级洪水发生时对应的面雨量阈值,同时也计算了不同重现期的致洪临界面雨量。研究表明:三参数幂函数模型对水位与流量的关系模拟精度较高,模型能够模拟典型年份发生的洪水;典型控制断面流量主要受前9 h累计降水影响;当汛期水位由901 m升高至超标准水位时,千阳水文站控制流域的致洪临界面雨量增加了将近50 mm,而相应的洪峰流量相差1418.51 m~3·s~(-1);对数皮尔逊Ⅲ型分布能够很好地模拟洪峰流量的概率分布;10—100年重现期下,控制断面水位增加高达2 m。     

基于多源数据和模式模拟的新疆黑风暴东移个例分析

综合利用卫星遥感、环境监测、气象观测等多源监测数据,结合后向轨迹模式对2015年4月新疆一次黑风暴污染过程进行生成源地、路径与发展过程分析.结果表明：此次黑风暴过程的不同高度污染物主要随气流来源于新疆本地及其以西的中亚地区,在西南气流的作用下几乎同时进入北疆,沿天山北坡东移并且在乌鲁木齐堆积,继而从南疆盆地东口灌入南疆;同时,选取受此次黑风暴污染物东输影响的4个典型城市（乌鲁木齐、呼和浩特、兰州和北京）,利用区域气候模式（RegCM4.6）模拟分析此次极端黑风暴东输过程中大量沙尘气溶胶对主要气象参数的影响,结果表明：受此次黑风暴东输过程（4月25~29日）影响的上述4个典型城市的AOD均有所增加,模拟所得污染程度与实际接近.对于沙尘在近地面2m的温度响应,北京市表现最为明显,最高达-1.68℃,乌鲁木齐表现不明显,沙尘过程中的近地面气温相较无沙尘时最高下降0.1℃,呼和浩特和兰州在AOD达到最大值时的温度响应分别为-0.4℃、-0.8℃.黑风暴期间,乌鲁木齐、呼和浩特、兰州的相对湿度响应最大值分别为-3.3%、-7.3%、-4.7%,而北京地区在29日AOD达最大值时,相对湿度相对于无沙尘时增加了10%左右.     

北京市一次沙尘过程中降水化学组分的监测分析

2010-4-5北京市出现了罕见的沙尘过程中降水,在市中心采集了雨水样品,用离子色谱方法分析了样品中9种离子组分浓度,结果表明:该次降水pH值较高(7.33)、电导率偏高(24.50mS/m)、可溶性离子浓度普遍高,9种离子浓度总和为3080meq/L;降水中离子当量浓度之比SO42-/NO3-为1.27, Ca2+/NH4+为1.25.为了进一步研究沙尘对降水化学组成的影响,统计了2005年至2010年全市3个监测点每年4月(沙尘高发期)监测的39次降水,得到其平均pH值为6.84、电导率为9.20 mS/m;降水中当量浓度之比SO42-/NO3-和Ca2+/NH4+分别为2.37和1.87.比较2组数据可见,发生在沙尘过程中的这次降水NO3-离子浓度的增加较为突出.而与历年年平均水平相比,4月降水均凸显了Ca2+和NO3-大幅增加的特征.进一步分析该次过程中同一监测点酸根离子前体物SO2、NO2的浓度变化特征发现:在沙尘和降水持续期间NO2浓度较低,在降水持续的时段SO2浓度显著降低,表明大气湿度对于SO2气粒转化起到了制约作用.     

尘卷风对沙尘气溶胶的贡献及其与太阳辐射的关系

利用塔克拉玛干沙漠及周边地区观测资料,依据尘卷风热力学理论和方法,估算出在塔克拉玛干沙漠地区尘卷风对沙尘气溶胶贡献的年平均量为4.0× 106t,年最大量为5.0×106t,与该地区沙尘暴的沙尘气溶胶年均贡献量相当.依赖于太阳辐射强度季节变化,尘卷风的起沙量具有与地面温度同步的季节变化规律.     

Size-resolved aerosol ionic composition and secondary formation at Mount Heng in South Central China

To understand the size-resolved aerosol ionic composition and the factors influencing secondary aerosol formation in the upper boundary layer in South Central China, size-segregated aerosol samples were collected using a micro-orifice uniform deposit irnpactor （MOUDI） in spring 2009 at the summit of Mount Heng （1269 m asl）, followed by subsequent laboratory analyses of 13 inorganic and organic water-soluble ions. During non- dust-storm periods, the average PM1.8 concentration was 41.8 μg·m^-3, contributing to 55% of the PM10. Sulfates, nitrates, and ammonium, the dominant ions in the fine particles, amounted to 46.8% of the PM1.8. Compared with Mount Tai in the North China Plain, the concentrations of both fine and coarse particles and the ions contained therein were substantially lower. When the air masses from Southeast Asia prevailed, intensive biomass burning there led to elevated concentrations of sulfates, nitrates, ammonium, potassium, and chloride in the fine particles at Mount Heng. The air masses originating from the north Gobi brought heavy dust storms that resulted in the remarkable production of sulfates, ammonium, methane sulfonic acid, and oxalates in the coarse particles. Generally, the sulfates were primarily produced in the form of （NH4）2SO4 in the droplet mode via heterogeneous aqueous reactions. Only approximately one-third of the nitrates were distributed in the fine mode, and high humidity facilitated the secondary formation of fine nitrates. The heterogeneous formation of coarse nitrates and ammonium on dry alkaline dust surfaces was found to be less efficient than that on the coarse particles during non-dust-storm periods.     

极端暴雨条件下北江重金属非点源污染负荷估算

为掌握极端水文气象条件下北江上游地区重金属通量及非点源贡献,以2012年6月25日北江最大暴雨径流过程为研究对象,采用通量计算和基流分割理论,估算了北江上游高桥断面在极端暴雨条件下的溶解态重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)通量及基流和非点源负荷,比较分析了暴雨径流前后不同阶段溶解态重金属的输运总量及特点. 结果表明:暴雨径流发生前、后30 d内,溶解态Pb、Zn、Cu和Cd的通量分别达到24.1、91.4、14.6和3.4 t. 暴雨径流前、后的4个典型阶段中,以地表径流为主的全流域产流期(第Ⅱ阶段)污染负荷最重,Pb、Zn、Cu和Cd日均通量较洪水前(第Ⅰ阶段)分别增长了29.6、42.6、11.6和15.4倍. 深层地下水产流期(第Ⅳ阶段)Zn、Cu和Cd的输运强度较洪水前均有所下降,降幅在3.6%～33.6%之间. 基流重金属污染负荷比例仅占1.7%～9.9%,非点源污染负荷在90.1%～98.3%之间,洪峰期间(第Ⅱ阶段)非点源污染负荷所占比例在96.7%以上.      

沙尘与大雾天气对京津石空气质量影响

采用北京、天津、石家庄2001-2010年沙尘与大雾天气的统计数据以及城市空气污染指数（API）,分析北京、天津、石家庄3市空气污染指数变化特征及大雾和沙尘天气下北京、天津、石家庄3市空气质量情况,进而得出沙尘大雾天气对京津石空气质量的影响。结果表明：2001-2010年间北京、天津、石家庄3市API总体呈下降趋势,天津、石家庄相对于北京空气质量改善较为明显,且空气质量夏季〉秋季〉春冬季。沙尘天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值分别为255、179和167,空气质量出现良的比率天津为24%,北京、石家庄为10%左右,出现重污染的比率北京高达50%以上,天津和石家庄均在20%左右;3市沙尘天气高频次均出现在3-5月份,但北京沙尘天气发生次数远大于天津和石家庄。大雾天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值为185、130和167,空气质量出现优或良的比率：天津〉石家庄〉北京,北京和石家庄出现重污染的比率均接近30%,天津不到10%,所以大雾天气对3市空气质量影响较小,大雾天气频次的变化波动并未对该地区空气质量的年际变化造成显著影响,3市高频次大雾天气集中在10-12月份,对该时段内空气污染呈现加重趋势有一定的贡献。所以沙尘和大雾天气均对北京、天津和石家庄空气质量存在不利影响,其中对北京影响最为严重,对天津影响最轻。整体上沙尘对3市的空气质量影响较大,大雾天气影响较小。     

电子企业水质特征因子与雨污混接诊断研究

针对雨水管网旱天混接排放来源中,工业企业接入雨水管网可能造成的严重水环境污染问题,以城区内存在的电子类工业企业为研究对象,开展了电子类企业混接水质特征因子识别与混接诊断研究.研究表明,在22项水质监测指标中,显著表征电子类企业废水混接的水质特征因子指标包括氟化物、氯化物、硫酸盐;其中氟化物的显著性最高,且浓度变化范围相对最低,约为(10.5±1.76) mg/L(均值±标准差).针对上海市中心城区某排水系统,以氟化物作为特征因子,结合化学质量平衡模型和随机算法对半导体废水混接进行了解析,与调查结果相比,混接水量解析误差在15%以内.进一步针对各种典型工业行业类型,建立混接水质特征因子数据库,可将水质特征因子推广应用于雨水管网混接成因识别.