极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

黄土高原地带连续性暴雨特征分析

通过研究甘肃庆阳地区连续性暴雨的成因及特征,为该地区的灾害性暴雨天气预报预警提供参考依据,本研究利用常规气象资料和诊断分析技术分析了庆阳地区2017年8月17—22日连续性暴雨过程。结果表明：(1)连续暴雨前期降水历时短,强度大,分布不均匀,突发性明显；中期持续时间较长,范围广,局地降水强度强,累计降水量较大；后期持续时间长,范围广,分布均匀,累计降水量大。(2)低空急流低层抬升和高空急流抽吸造成了连续性暴雨的发生发展。(3)中尺度云团较为活跃,组织化程度高,持续时间长。(4)前期大气处于极度高能不稳定状态,中期不稳定能量有所下降,后期不稳定能量急剧下降。(5)前期比湿突增明显,跃变值达4g/kg,且比中后期大。     

通辽市暴雨特征分析及区域性暴雨定量评估方法

基于通辽市 1960—2020 年的日降水量资料,分析暴雨站次及区域性暴雨过程时空变化特征,并利用国家标准 GB-T 42075-2022 对区域性暴雨过程进行定量评估。结果表明:(1)暴雨极值呈明显的南部地区大于北部,暴雨站次分布整体上北部和中西部少,南部和中东部多。年平均暴雨日数 0.8 d。7～8月为发生暴雨主要月份。(2)区域性暴雨过程共45次,年平均 0.7 d,年际变化呈减少趋势。单日区域性暴雨占78%。主要出现在7月下旬达11次。(3)利用国家标准定量评估,得出有 3 次特强区域性暴雨过程,依次为 2017 年 8月3日、1994年7月12～14日、1984年8月10～11日。结合本地情况,定义综合强度Z值在100以上为特强区域性暴雨,Z值在40以上为强区域性暴雨,Z值在30以上为较强区域性暴雨。区域性暴雨等级评估方法适用性较好,利于区域性暴雨过程强度的划分。     

2013年夏季内蒙古干旱-半干旱区两次极端降水事件对比

2013年夏季,内蒙古中西部干旱-半干旱区多次出现极端降水事件,引发气象灾害.为探寻其特征及成因,选择“6·30”、“7·14”两次典型极端降水事件,从天气尺度系统、中尺度对流系统、热力动力条件、水汽来源等方面进行对比分析,得到以下结论:①“6 · 30”暴雨是华北小高压前的切变线产生;“7·14”暴雨是“北槽南涡”与台风北上共同作用的结果.②两次暴雨都是中尺度对流复合体(MCS)发展的结果.“6·30”暴雨突发性强,具有局地特点;“7·14”暴雨具有列车效应,持续时间长.③两次暴雨水汽来源不同.“6·30”暴雨水汽来源于南海;“7.14”暴雨是“北槽南涡”加上远距离台风输送的结果.④“6·30”暴雨是高压切变线西侧干、东侧湿,在锋区附近产生上升运动促发不稳定能量释放;高空“干侵入”是“7·14”暴雨的促发机制.⑤东亚夏季风偏强,西北太平洋副热带高压脊线位置偏北,是内蒙古中西部干旱-半干旱区极端降水事件的重要原因.     

特大暴雨下不同土地利用类型坡面切沟发育特征

切沟侵蚀是黄土高原丘陵沟壑区水土流失的重要形式之一，然而极端暴雨条件下不同土地利用类型坡面切沟侵蚀研究还鲜见报道。该研究以陕北2017年"7·26"特大暴雨为例，研究了岔巴沟流域3种土地利用类型（农地、休闲地和撂荒地）坡面切沟发育形态特征及体积估算模型。结果表明：1）农地、休闲地和撂荒地切沟长度分布在20 m内的占比分别为55.6%、34.8%和44.8%；农地切沟平均深度为110 cm，分别比休闲地和撂荒地高18.3%、19.2%；农地和休闲地切沟平均宽深比分别为0.87和0.84，横断面呈"宽-浅型"，而撂荒地切沟呈"方型"（宽深比1.01）。2）撂荒地切沟侵蚀体积分别比农地和休闲地减少47.8%和28.3%，表明植被恢复有效地削弱了极端暴雨作用下的切沟侵蚀。3）农地切沟不同坡段侵蚀体积由高到低为下坡、上坡、中坡，而休闲地和撂荒地切沟侵蚀体积沿坡长方向呈递增趋势；3种土地利用类型切沟在上坡段的沟岸拓宽速率大于下切速率，中下坡则相反。4）农地、休闲地和撂荒地切沟侵蚀体积均与切沟长度、横断面面积呈极显著幂函数关系（P<0.001），横断面面积是切沟体积估算更为有效的参数。研究结果可为黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用类型坡面切沟侵蚀体积估算及其防治提供重要依据。     

青海省玉树州高原暴雨型泥石流形成机制——以称多县拉隆沟泥石流为例

[目的]对青海省玉树州高原暴雨型泥石流形成机制进行研究,旨在为此类泥石流灾害防治及风险减缓提供依据。[方法]以青海省玉树州称多县拉隆沟暴雨型泥石流为例,通过实地调查对其形成因素及形成机制进行研究。[结果]该泥石流主沟道长约3km,流域面积5.25km~2,纵坡比降212‰,高差约600m。物源区发育滑坡方量约为6.50×104 m~3,流域内冲出泥石流物质共约8.5×104 m~3,沟道内物源补给量2.0×104 m~3。[结论]青海省玉树州高原暴雨型泥石流的启动模式可总结为:滑坡—物源形成—固体物质起动—沟道侵蚀—泥石流形成。     

极端暴雨条件下黄土高原水平梯田损毁情况调查分析——以岔巴沟流域“7·26”特大暴雨为例

2017年7月25日20时至26日8时,陕西榆林市11个县区遭遇特大暴雨侵袭,我们于当年10月对位于暴雨中心的岔巴沟流域的梯田损毁情况进行了专项调查。首先通过室内Google Earth近实时影像结合GIS绘图在流域内确定梯田位置和数量,根据修建时间、利用和植被类型将这些梯田分类。在流域内空间分布均匀地选择不同类型典型梯田并进行野外实地测量,统计各类型梯田的损毁情况、损毁形式并估算各类型梯田的土壤侵蚀模数及其流域平均侵蚀模数。结果表明:岔巴沟流域梯田以≤ 4 hm²规模为主,梯田数量上占91.4%,面积上占了50.7%。暴雨造成梯田的损毁形式以田埂表层结皮脱落、田埂滑塌崩塌、田埂冲毁、田面陷穴穿洞为主,有人为干扰时会产生更加剧烈的后果。暴雨造成的梯田损毁侵蚀坑大部分为深度0~0.5 m的侵蚀。老梯田农地、老梯田乔木和老梯田草地侵蚀坑发生频率远远多于新机修梯田,保持在20~36处/100 m。新机修梯田的侵蚀测坑发生频次少,为5处/100 m,但深度可达4.8 m,后果严重。不同类型梯田损毁产生侵蚀模数差异较大,老梯田农地、老梯田草地和老梯田乔木的侵蚀模数为34 000~37 000 t/km²,新机修梯田为19 404.3 t/km²,老梯田灌木侵蚀模数最低,为5 958.4 t/km²。流域内梯田平均侵蚀模数为30 733.4 t/km²。通过本次调查,掌握不同类型梯田在极端暴雨条件下的损毁情况,为黄土高原梯田保护及修复提供数据支持。     

基于情景模拟的暴雨内涝危险性评价——以浦东新区农业用地为例

危险性评价是灾害风险评价的重要前提。特殊的地理位置和气候条件使暴雨内涝成为上海市的频发灾害。以浦东新区为例,基于情景模拟,借助GIS空间分析方法、构造模型,利用危险性指数对暴雨内涝灾害影响下的农业用地进行危险性评价。结果显示,在6种不同情景下,各镇的危险性存在差异。危险性指数高值分布在孙桥镇、曹路镇、机场镇和川沙镇,低值分布在张江镇、高桥镇和花木镇。该评价结果可为浦东新区防灾减灾提供科学依据。     

1976—2010年环江县汛期暴雨特征分析

对1976—2010年环江县汛期暴雨季节分布特征及影响暴雨的天气系统进行分析,得出暴雨出现季节有明显的峰值特征,暴雨天气过程主要受天气系统冷锋、高空槽、切变线、低涡影响。     

一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析

[目的]研究一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析。[方法]在前人分析的基础上,对2008年4月8日湖南一次强雷暴发生前、维持发展中、消失前的不同阶段的VWP产品特征进行详细的分析。[结果]在雷暴出现前,低层＂ND＂层的破坏预示着水汽含量层的增厚,中层干冷空气的侵入导致了层结的不稳定;雷暴维持期间,低层强的垂直风切变会导致强雷暴发展,边界层冷空气渗透导致雷暴达到最强盛阶段,地面出现冰雹天气;雷暴消失前（17：59后）,整个风场转为连续＂ND＂层的一个趋势表明强对流云已远离雷达所在地,预示着雷暴结束。[结论]该研究为预报员做雷暴预警提供参考依据。