城市化对秦淮河中下游洪涝灾害风险的影响分析

秦淮河流域大部分位于长江下游的南京市境内,随着城市化进程加快,近年来流域中下游的洪涝灾害风险显著增大,严重威胁着人民的生命和财产安全。基于遥感与GIS方法,从时、空变化两个方面,分析了城市化对秦淮河中下游洪涝灾害风险的影响。研究表明：①城市化过程加剧了洪涝灾害风险,城市化发展与洪涝灾害风险的空间分布呈现一致性;②伴随着城市化发展,1994-2001年,洪涝灾害风险的增大以南京城南和沿江地带较为突出,2001-2008年,风险增大区域沿秦淮河干流向中上游发展,至2008年,秦淮河干流沿岸的洪涝灾害风险相对较高;③秦淮河下游南京城区和江宁新市区的防汛压力增大,应加强防汛水利综合配套工程建设及科学调度,提高洪涝灾害的气象预报能力。     

湖南四水流域洪涝灾害特性与减灾战略

湖南湘资沅澧四水均属山区暴雨型河流 ,汛期洪涝灾害频发。通过对四水流域近数 10 a洪涝灾害资料分析表明 :洪涝灾害发生频率高 ,且具有多发性、共生性与地域差异性的整体特征。在时间分布上呈现明显的季节性、连年性和循环周期性 ;在空间分布上 ,中上游山丘区山洪灾害频发 ,中下游河谷平原洪涝灾害交织 ,下游尾闾洪溃涝渍灾害并发。随着时间的演进 ,洪涝灾损和发生频率均呈明显的增大趋势 ,据此提出了减灾战略以减轻洪涝灾害损失。     

黄河流域泥沙配置状况及其资源化

 通过分析黄河流域水沙运动过程和水沙分布特点,给出了流域泥沙配置单元,指出流域泥沙配置单元的配置量随着流域治理工程实施、径流条件等不断变化;1950—1999年,流域水土保持滞沙、水库拦沙、河道滞沙、两岸引沙用沙、河口淤积与入海泥沙等配置单元年均配置沙量占流域产沙量(17.63亿t)的14.24%、14.05%、12.19%、10.56%和50.77%;阐述了水库拦沙多、河道淤积严重是黄河流域泥沙配置现状不合理的主要原因,指出流域水沙资源优化配置和泥沙资源化是维护黄河健康的重要途径;结合黄河下游长期泥沙处理与利用的经验和教训,总结了黄河下游泥沙资源化的主要途径,包括淤临淤背、河道治理与河槽维护、引洪淤灌与土壤改良、灌区堆沙高地农田化、建筑材料转化、河口泥沙造地和疏浚泥沙利用、湿地塑造等。     

基于SPEI的黄河流域多时间尺度干湿变化分析

黄河流域是我国重要的经济地带和生态屏障,水资源匮乏,研究流域的干湿变化对于水资源的合理管理和利用、促进流域的可持续发展具有十分重要的现实意义。运用1966—2015年3个时间尺度(年、半年、季节尺度)的SPEI数据,基于EOF,Mann-Kendall方法研究了全球变暖背景下黄河流域的干湿变化特征,并进行归因探讨。结果表明:在过去的50年中,黄河流域的SPEI有显著的年际波动,但大部分区域的SPEI未有显著的增加或降低的趋势,区域之间的干湿变化具有非同步特征; 黄河流域气温与SPEI相关性弱,SPEI与降水有更好的同步性; 黄河流域夏、秋季节的干旱较冬、春季节严重,中部黄土高原区的干旱事件频率高于黄河流域西部高原和东部平原区。研究表明黄河流域干湿状况存在区域差异,降水是决定SPEI大小的关键因子,异常气候事件—厄尔尼诺在一定程度上会影响流域的干湿状况。     

淮河洪泽湖洪涝灾害特征与成灾本底机理分析

从介绍洪泽湖概况入手,分析了洪泽湖洪涝灾的特征,即:洪涝时间上的历史延续性与阶段性,洪涝类型的多元性,洪涝成灾空间趋于集中、频度增大,灾害的经济损失日趋增加。从灾害系统的本底特征上探讨了洪涝灾害的成灾机理,认为:典型洪涝孕灾区的过渡性地理位置是导致洪涝发生的大环境背景原因;流域暴雨降水高度集中的特征是洪涝的触发器;黄河夺淮历史和泥沙淤积而成的“悬湖”和“倒比降”的脆弱性地形地貌是洪涝发生的历史根本原因;下游排洪通道标准低、行洪能力不足以及库容和湖面减小的影响都加重加大了洪涝灾害的程度和频次。     

青海省黄河流域水土保持植被恢复途径

青海省黄河流域不仅是黄河的发源地,也是黄河主要产流区之一,对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性影响。在大气候条件基本不变的前提下,植被条件是维持本区域水土保持重要生态功能的最主要因子,通过分析青海省黄河流域水土保持植被的分布特征及其演替规律,提出了恢复植被的技术途径:在流域内地广人稀地区实施"自然型"植被建设,在流域内丘四区实施"集流型"植被建设,在流域内城镇(市)周边实施"灌溉型"植被建设。     

气候变化及人类活动对黄河流域植被覆盖变化的影响

黄河流域在我国具有重要的战略地位,是我国重要的生态屏障,定量化评估气候变化和人类活动对黄河流域植被变化影响,对政府管理决策具有重要意义。以黄河流域为研究区,分析1982—2019年归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)时空动态变化,定量计算气候变化及人类活动对NDVI变化的贡献度,并对NDVI变化影响因素进行分区制图;在此基础上,讨论生态建设工程对植被变化的影响情况,并评估其成效。结果表明:(1)1982—2019年间黄河流域NDVI呈现显著增加趋势,变化趋势为0.002 4/a;空间上,显著退化的区域分布在流域西部和南部,显著增加的区域分布在流域中部和北部。(2)黄河流域植被变化是气候因素和人类活动共同作用的结果,研究时段内气候因素对NDVI变化的贡献度为82.74%,人类活动贡献度为17.62%,气候因素是黄河流域植被变化的主导因素,但人类活动在植被变化中的影响程度逐渐加深。(3)3个生态建设工程区植被恢复情况为三北防护林黄河中游防护林太行山绿化,生态建设工程对植被恢复有明显的促进作用。     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

近51 a长江中下游与黄河中下游地区夏季降水变化对比

[目的]对比分析长江中下游和黄河中下游地区夏季降水变化特征。[方法]利用长江中下游48个站点和黄河中下游地区的45个站点1960—2010年51a的夏季逐月降水资料,采用M—K检验和小波分析等方法,对其降水的年代际变化、降水序列变化的周期和突变点进行了对比分析,并对降水格局变化的原因进行了分析。[结果]1960—2010年,长江中下游地区的夏季降水呈增加趋势,黄河中下游地区呈减少趋势,整体上表现为南涝北旱;从年代际角度来看,20世纪60年代和70年代,长江中下游地区为少雨期,黄河中下游地区为多雨期;80年代,长江中下游地区降水量较70年代增多,而黄河中下游地区降水量减少;90年代,长江中下游地区的降水明显增加,而黄河中下游地区的降水持续减少;21世纪,长江中下游地区降水有所减少,而黄河中下游地区降水略有增加。小波分析结果表明,两个地区降水变化主周期都约为10~12a,但正负相位时段相反。两个地区的夏季降水格局的变化反映了东亚夏季风的强弱变化,东亚夏季风的强弱变化是造成这种降水格局的主要原因。[结论]在未来的10~12a内,东亚夏季风可能有增强趋势,需要注意未来中国夏季降水可能出现的南旱北涝变化格局。     

黄河中上游流域水沙变异关系模型研究

[目的] 开展黄河流域水沙变异关系模型研究,为流域水沙变化研究提供理论支持。[方法] 从黄河中上游流域水沙变异影响因素分析入手,推导出以微分为基础的水沙变异关系模型。[结果] 模型通过黄土高原和黄河中上游流域7个测站控制流域输沙率和流量变异变量的模拟检验,获得了7个流域输沙率和水流变异模拟平均有效性系数为0.860和0.887,平均相对误差分别为14.8%和6.7%。[结论] 从水流变异、泥沙变异模拟精度和各因素变异贡献比例3个层面检验了模型,初步证明了模型结构的合理性和模拟实际泥沙变异具有的高有效性。     

安徽省淮河流域水灾脆弱性特征及影响因素

利用历史灾情数据表征区域承灾体的脆弱性,分析了安徽省淮河流域水灾脆弱性特征。借助灰色关联度分析方法对水灾脆弱性指标进行反演,研究了影响水灾脆弱性的主要因素。结果表明:(1)安徽省淮河流域水灾脆弱性由淮河干流向两侧递变,由淮河以南向淮河以北逐渐降低;(2)人均GDP、年降水量、人口密度和水灾脆弱性有较强的相关关系;(3)除涝面积、防洪面积等和水灾脆弱性相关关系很弱。该研究可为区域减灾政策的制订与调整提供科学依据。     

衡阳市农业旱涝灾害发生规律及大灾预测

衡阳市是湖南省重要的农业生产基地，以雨养农业为主，经常遭遇干旱与洪涝威胁。本文以衡阳市为研究区域，利用近50a的旱涝灾害资料，采用统计分析方法得出衡阳农业旱涝灾害发生的历史规律为：旱灾发生频率高于涝灾发生频率；一年当中夏秋容易出现旱灾，春末夏初容易出现涝灾；北部农业旱灾发生频率大于南部；北部和湘江河谷农业涝灾发生频率大，东部山地和中部丘陵地带发生频率相对较小。利用灰色理论建立大旱、大涝年预测模型，1986—2006年模拟结果与实际基本一致，预测2012年是衡阳大旱风险年、2014年为大涝风险年。结果有利于衡阳积极应对巨灾，有助于促进衡阳农业经济的可持续发展。     

辽宁省旱涝灾害与太阳黑子活动的相关性

应用辽宁省1956—2011年22个气象台站的逐月降水资料,通过Z指数确定了该地区的旱涝等级及发生年份;采用频率分析法分析了太阳黑子极值年附近的旱涝特征;运用Morlet小波分析技术,对辽宁省近56a来降水Z指数与太阳黑子的小波系数变化进行了分析。结果表明:(1)该地区近56a中旱涝发生频率基本相等,旱涝情况整体趋势为由涝转旱,尤其是进入21世纪后,旱灾发生次数明显增多,呈现干旱化现象。(2)各年太阳黑子数与该地区的Z指数整体上呈负相关关系;该地区在太阳黑子峰值年或峰值年附近易出现旱年,在太阳黑子谷值年或谷值年附近易出现涝年。(3)太阳黑子与Z指数在7~11a有较好的对应关系,太阳黑子的活跃期对应降水偏少期,太阳黑子的低谷期对应降水丰沛期,说明太阳黑子的变化对辽宁省降水有较大的影响,未来几年处于太阳黑子的活跃期附近,为降水偏少期。     

渭河流域百年尺度水旱特征及其影响因素

[目的]分析渭河流域在气候变化下百年尺度的旱涝特征及其影响因素,为区域水资源规划管理、生态环境建设与保持、气候预估及防灾减灾工作提供科学支持。[方法]通过收集1800—2017年历史资料重建旱涝序列,采用小波变换、滑动t检验、滑动相关等方法探究渭河近200 a来的旱涝规律,并探讨引起旱涝的可能原因。[结果]渭河流域近200 a来轻旱出现频率最高,大涝出现频率最低,前100 a上游以旱为主,下游以涝为主,后100 a则相反,中游旱涝变化波动较小。旱涝变化第一主周期上游为18 a,中游62 a,下游10 a,以中小周期为主。ENSO指数与渭河旱涝序列的滑动相关系数与ENSO方差下降的一致性,表明渭河旱涝与ENSO之间的遥相关机制。对比发现太阳黑子与旱涝存在显著相关关系,旱涝周期与降水分析表明两者在短周期下变化较为趋同。[结论]渭河旱涝前后突变有很高的继承性,与气候环境变化密切相关;旱涝空间差异明显,且太阳黑子谷值时更应注意防灾减灾。     

低山丘陵区暴雨洪水特征与洪灾风险评估——以赣江上游为例

[目的]评估赣江上游洪灾风险,为区域减灾及社会经济发展提供参考。[方法]从气候和地形等自然条件出发,结合实测资料分析暴雨洪水时空特征;采用层次分析法确定致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体的易损性和防洪救灾能力4个因子的14个指标的权重,借助GIS平台进行风险因子分析和综合风险评估。[结果]暴雨洪水多集中在3—7月,春夏季暴雨频次占全年的80.4%,洪水频次占95.9%,空间上主要分布在东北大部;致灾因子危险性风险等级东北部高,西部较低;孕灾环境敏感性风险呈带状,总体上中间高四周低;承灾体易损性风险中西,中北部高,四周低;防洪救灾能力西高东低,南高北低,从西南向东北递减;综合风险为中北部、中东部高风险,东南部、西部低风险;各风险等级面积比例存在差异,高风险和较高风险面积占比达37.3%。[结论]研究区暴雨洪水特征兼具丘陵与平原型特征,暴雨和洪水存在较明显的正相关关系;洪灾风险评估结果与赣江上游区实际基本符合,验证了指标体系及评估模型合理性。     

历史时期以来汉江上游洪涝灾害研究

通过对汉江上游历史时期以来(208BC-2010AD)历史资料的搜集和整理,运用最小二乘法、小波分析和克里格插值等方法,对该区域洪涝灾害等级、时间(阶段、季节、周期等)和空间变化规律及成因进行了研究。结果表明,近2 220a间,汉江上游共发生洪涝灾害336次,平均6.6a发生1次,集中发生在夏秋季节(5-9月份)。该区域洪涝灾害划分为轻度洪灾、中度洪灾、重度洪灾和特大洪灾,分别占洪涝灾害总数的24.7%,29.5%,40.5%和5.3%。小波分析显示各级洪灾分别存在2~5a,38~40a,120a,160a的周期。洪涝灾害发生频率的变化呈现波动上升趋势,大致可分为3个阶段,清代道光年间前期、清代光绪年间和民国后期至20世纪末为洪涝灾害多发期。洪涝灾害空间分布差异明显,以安康盆地为中心向南、向北、向东、向西递减,存在两个高频中心和两个低频中心。大气环流异常,特殊地形条件,河流本身的水系特征,河道的弯曲程度及人类活动的影响是造成该区域洪涝灾害频发的主要原因。     

考虑水系演变的湘江流域洪水风险四维评价体系构建

为刻画水系演变对洪水风险的影响,该研究区别于传统洪水风险评价方式,着重考虑水系演变的综合定量化研究,以湘江流域为例,构建基于水系演变的洪水风险评价体系,运用有别于主观赋值、具有一定客观性的熵权法,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防洪减灾能力4个维度开展1995-2015年洪水风险评价体系验证研究。研究结果表明：1)1995-2015年,研究区水系大体呈衰减趋势且各市域之间水系变化差异大,其中河网密度和支流发育系数衰减率最高,分别达30.96%、34.01%,河道趋于主干化,单一化;2）基于水系演变的洪水风险评价表明,期内,区内洪水风险程度逐渐提高,高风险地区发生在上游的永州市南部、郴州市西部、中游的衡阳市以及下游长沙市辖区;3）定量化水系演变的流域洪水风险四维评价体系合理可行,且能更科学和细腻地反映城镇化背景下水系演变对洪水风险的影响,为流域农业生产和区域防洪减灾提供科学支撑。     

洞庭湖在呼救—洞庭湖水患成因及防治对策的探讨

湖南省洞庭湖区是1991年我国严重洪涝灾害地区之一。笔者在水灾之后进行了反思。并在深入实地调查研究的基础上,探讨了该区水患的成因及根治洞庭湖水患的战略措施。     

安庆黄大湖防洪与减灾的对策分析

自20世纪90年代以来黄大湖区水灾不断.与50年代相比,雨情偏大、水情恶化、灾情放大.究其原因是由于黄大湖蓄洪调洪功能的脆弱性.采用遥感图像和相关资料数据研究黄大湖的地质历史、气候、水文和地形特征,分析黄大湖的水域动态变化和主要存在问题,指出泥沙淤积和围湖造田是湖域萎缩的主要原因.针对这一症结,讨论了减少水灾的对策和措施:(1)加强江湖关系研究,完善湖区防洪水利建设规划;(2)充分发挥与龙感湖、泊湖的相通优势;(3)建立水情自动预报系统;(4)正确处理蓄洪与建设、河道疏浚以及河道行洪能力关系.从发展渔业和旅游业使湖区的生态环境和资源利用得到最优化的利用角度,探讨了黄大湖的经济效益.     

基于格网数据和博弈论组合赋权的中巴经济走廊洪灾风险评价

中巴经济走廊是中国"一带一路"倡议的先试区和重点区,如何实现该区域内的精确可靠的洪灾风险评价是中国"一带一路"推进中所面临的关键问题。该研究依据中巴经济走廊0.25°×0.25°格点数据集(V1)中的日降水数据集,综合考虑致灾因子、孕灾环境和承灾体等构建了由多变量组成的评价指标体系,提出运用改进的博弈论耦合直觉模糊层次分析主观权重和基于指标相关性的客观权重(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation,CRITIC)并计算得到最优组合权重。以中巴经济走廊为典型研究区开展洪灾风险评价的实例分析并对其年代际演变特征进行了研究,结果表明:1)基于改进的博弈论组合赋权实现了单位约束下组合权重寻优计算,在此基础上得到的风险分区更加精细;2)计算所得2010年洪水淹没面积为14.9万km~2,计算结果与实际调查洪水淹没面积间相关系数为0.66,验证洪灾风险评价方法合理、可靠,评价结果基本符合历史实际洪灾情况;3)中巴经济走廊内洪灾危险性受降水、地形影响较大,其风险度的空间分布表现为东南部大于西北部;4)中高风险区和高风险区占研究区面积的28.5%,基本为地形变化小、河网密集、人口分布集中的区域,由此指示需关注中巴经济走廊内洪灾对社会经济发展的影响与危害;5)区域内洪灾高风险区随1990—2010年代际变化而扩大,引起风险上升的主要因素为极端降水的发生。研究结果可为"一带一路"等重点地区的自然灾害防范和评估分析提供理论依据和决策支持,并为洪涝灾害预报提供有效信息。