湖南省降水强度等级标准探讨

在依据我国相关法律、法规,并查阅国内外相关标准基础上,结合暴雨及其灾害影响的相关研究成果,初步选择24 h降水量、24 h内最大小时雨量、降水序列百分位3个因子来确定单站降水强度指数,再与降水区域指数相结合确定降水强度等级,最终将降水强度等级划分为四级,由强到弱依次为Ⅰ级(极端降水)、Ⅱ级(特强降水)、Ⅲ级(强降水)、Ⅳ级(较强降水)。根据选择的降水强度等级标准,对2016年7月1—4日降水过程进行检验,结果表明标准选择客观、可用;2016年1月1日—9月10日湖南省逐日降水强度等级结果也表明初步设置的标准能客观评价降水强度等级。该标准的应用不仅能有效监测和评估洪涝灾害的影响程度,还能为政府部门科学进行防汛救灾提供参考作用。     

昕水河流域“水文法”基准期降水输沙相关关系统计方法研究

  目的  基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据,分析1958—2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系,比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水文法”基准期分析降水输沙相关关系的影响,筛选最佳的降水输沙相关关系统计方法,提高“水文法”的计算精度。  方法  利用Mann-Kendall非参数检验方法分析降水量与输沙量变化趋势,双累积曲线法判定“水文法”基准期,Pearson相关分析法比较水沙关系相关性结果。  结果  昕水河流域年降水量无显著变化趋势,年输沙量呈显著下降趋势;6种统计标准下的水沙关系相关性由高至低依次为:强度产沙降雨量、年降雨量、侵蚀性降雨量、中度产沙降雨量、轻度产沙降雨量、汛期降雨量;低降雨强度但高降雨量降雨事件对研究区产沙贡献小,剔除产沙无效降雨能提高水沙关系相关性;午城、黄土、蒲县雨量站水沙关系相关性较好,大宁、桑峨雨量站水沙关系相关性较差。  结论  昕水河流域年输沙量变化与三北防护林及淤地坝建设等地表人类活动变化直接相关;研究区的产沙主要发生在夏秋季的强降雨事件中,强度产沙降雨量用于降水输沙相关关系研究结果最优,汛期降雨量不适用于降水输沙相关关系研究,产沙无效降雨会增加水沙关系研究的偏差,在缺乏降雨强度准确数据时,应选择降雨历时短、降雨量大的产沙有效降雨进行水沙关系分析;在流域尺度,降水空间分布对降水输沙相关关系有影响,距流域出口站距离较近雨量站降水数据的水沙相关关系较好。      

小陇山林区强降雨径流过程分析

为探讨在小陇山林区强降雨过程中地表径流的形成过程及其变化特征,利用实际观测资料分析了2次强降水径流过程。结果表明,由于2次降雨量和降水强度的不同,测流堰水位和流量有所不同,洪峰出现时间也不同。第1次降雨量为68.0mm,降雨历时9.50h,水位最高1.039m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值2.66h,该集水区共计降水97 043.698m3,通过测流堰流出73 908.525m3;第2次降雨量为121.0mm,降雨历时7.00h,水位最高1.321m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值5h,该集水区共计降水178 389.2m3,通过测流堰流出158 735.73m3。     

GB 50251与ASME B31.8中输气管道试压规定的对比

管道试压是检验输气管道工程质量和保证管道安全的重要手段。GB 50251-1994《输气管道工程设计规范》对输气管道试压作了详细规定,是指导我国输气管道试压的最基础规范,该标准于2003年、2015年进行了修订。针对地区等级划分与设计系数选取、强度试验要求、严密性试验要求等管道试压关键问题,对GB 50251-2003、GB 50251-2015与ASME B31.8-2012《输气与配气管道系统》相关规定的差异进行了对比分析。结果表明:与采用0.8设计系数的ASME B31.8-2012相比,GB 50251-2015首次在一级一类地区采用0.8设计系数;在各地区等级沿线居民户数和(或)建筑物的密集程度的要求上,ASME B31.8-2012较GB 50251-2015更严格;在强度试验与严密性试验方面,GB 50251-2015对GB 50251-2003进行了补充和修改,降低了其保守性,但与ASME B31.8-2012相比仍然存在不全面之处。     

降水空间特征与泥石流沟分布的关系

根据1990—2001年四川省和云南省降雨量、降雨日数等资料,分析了川、滇两地泥石流沟与年降雨量、雨季日均降水、降雨变率等空间分布特征的关系. 结果表明,不同地域雨季日均降水量具有相对稳定性,而其变率与泥石流沟空间分布的数量具有明显的相关关系,相关系数高达0.864. 该文提出可以进一步考虑利用雨季日均降水特性建立以雨季日均降水量为参照标准的区域泥石流临界雨量模型.      

三峡库区莲峡河小流域马尾松林冠降雨截留模拟研究

以莲峡河小流域内马尾松林为研究对象,对林分样地进行降水截留实测与模拟研究,结果表明林内穿透雨量与降雨量呈线性相关;穿透系数与降雨量呈对数相关;林冠截留量与降雨量呈指数相关;截留率与降雨量呈对数相关;而林冠截留量与降雨量、降雨强度呈多元线性相关。在此基础上建立了穿透系数、树干茎流率和降雨强度而预测林冠截留量模拟模型,实测表明该模型能比较准确地估算马尾松林分的林冠截留量。     

不同降雨量下的黄土高原土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和降雨量等级数据进行了空间叠加统计分析。研究表明,在降雨量等级为1时,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,占整个侵蚀的55.76%。在降雨量等级为2和3时,水蚀和风蚀占整个侵蚀的比例较接近。在降雨量等级为4、5和6时,主要以水蚀为主,分别占整个侵蚀的82.54%、98.66%和99.53%。在降雨量等级为7时,土壤侵蚀全部为水蚀,占整个侵蚀的100%。冻融侵蚀出现在降雨量等级为2到6时,占整个侵蚀的比例均不大。在降雨量等级为4时,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀的土壤侵蚀指数均比其它降雨量等级的土壤侵蚀指数大,分别为406.84、665.94和723.78,土壤侵蚀最严重。黄土高原降雨条件的变化对土壤侵蚀状况的变化表现出明显的影响。     

关中地区降雨、气温动态演变特征分析

利用1961~2012年陕西关中地区年均降雨量和年均气温资料,对近52年来该地区的降雨和气温的动态演变特征进行分析,并探讨了降雨和气温的相关性。结果表明,近半个世纪以来关中地区气温显著升高,降雨量无明显趋势性,降雨量和气温的相关关系仅在20世纪末的20年达到典型负相关,其他时段并未达到显著相关水平,无法得出研究时段内该地区降雨量随气温升高发生相关变化的统一结论;降雨和气温的阶段性变化形成气候类型的阶段性,20世纪60~80年代为关中气候变化的稳定时段,80年代中期~20世纪末气候类型为"暖干型",进入21世纪气候类型转为"暖湿型"。     

石津灌区冬小麦关键生育期逐时降水的变化特征

【目的】研究气候变化背景下石津灌区冬小麦关键生育期(拔节期、抽穗期、乳熟期)内有效降水过程的变化,为灌区雨水的高效利用、制定科学合理的灌溉制度提供科学依据。【方法】采用灌区内部及周边15个气象站1983-2012年4-6月的逐时降水资料,基于降水历时与降水强度的分类标准,运用Mann-Kendall趋势检验,借助ArcGIS平台的反距离插值(IDW)工具,分析了4类有效降水(短历时小雨、长历时小雨、短历时中雨、长历时中雨)在冬小麦3个生育期内发生时刻的变化规律、逐站逐年的累计降水次数以及总降雨量的时空变化规律。【结果】(1)午后至夜间(14:00-06:00)为4类有效降水的高发时段,其中长历时中雨在拔节期的发生时刻集中在10:00-15:00时段。(2)4类有效降水的累计降水次数以及总降雨量30年的变化趋势一致:1短历时小雨在冬小麦拔节期、抽穗期呈增加趋势,在乳熟期表现出减少趋势;2长历时小雨在拔节期呈增加趋势,抽穗期、乳熟期为减少趋势;3短历时中雨、长历时中雨在1998年以前呈减少趋势,1998年以后短历时中雨在拔节期为减少趋势,其他时期表现为增加趋势,长历时中雨在抽穗期为减少趋势,其他时期则为增加趋势。(3)4类有效降水的累计降水次数以及总降雨量的空间分布一致:拔节期4种类型降水均表现为北多南少;抽穗期不同历时小雨表现为中间少四围多,不同历时中雨则表现为西南多东北少;乳熟期不同历时小雨的空间分布与抽穗期一致,短历时中雨呈北多南少的分布,长历时中雨则呈东多西少的分布格局。【结论】气候变化背景下冬小麦拔节期有效降水的发生次数和降雨量逐渐增加;乳熟期的有效降水次数和降雨量呈减少趋势。     

迁西县板栗气象干旱指数保险产品设计

作为政策性农业保险的一种补充形式,开发板栗干旱气象指数保险产品,为开展迁西板栗农业保险提供理论依据。利用唐山市迁西站1965—2015年逐年8月(果实膨大期)降水资料、1998—2015年逐年板栗产量资料,分析板栗减产率与8月降水量的关系,建立了降雨量干旱天气指数模型。通过盈亏测算确定了板栗干旱气象理赔的标准,设定了理赔触发值,即当迁西地区8月的累积降雨量120 mm,保险公司启动赔付。利用保证率方法对设计的理赔标准进行了风险评估,为保险公司客观、合理制定保险相关条款及快捷支付经济补偿提供技术支撑。     

柴达木盆地暴雨过程的数值模拟

利用WRF模式,采用两重嵌套的设计方案模拟柴达木盆地地区的2007 ～2010年期间发生的3次重大降水过程,将柴达木盆地地区2007年6月17 ～20日、2008年7月29～30日、2010年5月30 ～31日3次降雨过程的模拟结果进行综合分析.结果表明,柴达木盆地地区各站24h降雨量的模拟值和观测值相比,东部降雨量模拟值偏多,西部降雨量模拟值接近或偏少,芒涯、冷湖、小灶火、格尔木四站24h降雨量平均分别略多0.5、1.7、0.7、1.2mm,大柴旦24h降雨量平均偏少1.2mm,诺木洪、德令哈、都兰、乌兰、天峻各站24h降雨量分别偏多3.0、2.5、2.7、3.0、3.5mm.     

乌鲁木齐不同相态级别降水的变化特征分析

利用乌鲁木齐5个测站1961—2012年逐月和2013年1—3月降水量资料,运用气候倾向率、变异系数等方法分析了不同相态各等级降水量的气候特征、变化趋势和变异场特征。结果表明:小雨、中雨接近暖季年降水总量分布,其它量级则相反,而冷季除小雪,其它级别与冷季降水分布相同或接近;各等级降水均呈增加趋势,其中暖季大雨达显著水平,而冷季除大暴雪外其它级别均显著增长;量级越高降水变异系数越大,冷季比暖季降水分布更加不均匀;暖冷季分别在1985年和1989年前后发生了显著突变,主要是由暴雨和暴雪的增加而导致的;除大暴雪外,其它量级降水的增加导致了降水偏丰年,而降水偏少年的各等级降水均减少。     

基于降水资源特征分析的西北半干旱区小流域种植业结构的调整——以定西市九华沟流域为例

根据研究区降水少、变率大、旱灾频繁的基本规律,特别是降水季节分配不均、有效性差的降水资源特征,得出西北半干旱地区降雨对作物产量的影响不仅与年降雨量的多寡相关,而且与降雨的时空分布有极大关系。分别就夏粮作物、秋粮作物单产量与年降雨量和作物生长期降雨量的相关程度,讨论了九华沟流域种植业结构的调整。     

"罗望子+木豆"乔灌复合模式林水土保持功能的叠加效应初探

以降水等级为主要影响因子,研究了罗望子(Tamarindus indica) 木豆(Cajanus cajan)乔灌复合模式林对降雨的截留、贮存所产生的水保效应。结果表明:罗望子人工林冠层和复合木豆人工灌木林林冠层年截留降雨量分别为97.99和145.4 mm,分别占全年降雨量水的17.48%和25.86%;罗望子人工林的树干茎流率占大气降水的2.37%;复合模式林枯枝落叶的蓄积量为7.08 t/hm2,对降水的平均截留率为12.47%,其最大持水量相当于1.8 mm的降水;模式林表层土壤(0~40 cm)滞留水分能力相当于2.7mm降雨,贮存土壤水分能力可达1553.2 t/hm2,产生径流的最小降雨量为35.4 mm,其侵蚀模数和径流模数比对照减少98.52%和93.21%,体现出了良好的水土保持和水源涵养效应。     

鄱阳湖流域次降雨等级及其对降雨侵蚀力的贡献

【目的】降雨等级的划分有助于正确认识不同量级降雨对土壤侵蚀的影响,为水土流失防治决策提供科学依据。【方法】基于鄱阳湖流域16个气象站点1991—2020年的降雨数据,在日降雨等级划分标准的基础上,从土壤侵蚀动力角度出发,采用最小偏差法,分析次降雨与日降雨之间的对应关系,以确定次降雨等级。同时,利用时间序列分析方法(变差系数、倾向率、Mann-Kendall趋势检验)对各等级降雨进行年内、年际变化特征研究,分析该流域各等级次降雨对降雨侵蚀力的贡献。【结果】(1)次降雨中雨、大雨、暴雨的理论上限值分别为31.3 mm、64.6 mm、150.9 mm。(2)30年来鄱阳湖流域总降雨、非侵蚀性降雨和侵蚀性降雨的降雨场次均呈增加趋势,降雨总量和侵蚀性降雨量亦呈增长趋势,但非侵蚀性降雨量呈下降趋势。(3)各等级降雨在年内均呈现年初开始上升、至3—6月出现高值,随后呈总体下降趋势。(4)总降雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨等级次降雨侵蚀力密度随时间变化的倾向率分别为0.34、0.04、0.31、0.32和1.25 MJ/(hm²·h·10a),均为正值。(5)中雨、大雨、暴雨、大...     

近50年江苏省春季降水异常对冬油菜产量的潜在影响

利用江苏省52个气象站1961～2012年日降水资料及冬油菜产量逐年数据,计算了春季10个类型的降水指数,并探讨了春季降水异常与产量的数量关系。结果表明:(1)近50年该省大部分地区春季的降雨量、降雨天数、强降水事件场次、连续降水的强度及持续性均呈现出较弱的减少趋势;(2)不同类型降水指数中,春季降水总量被筛选为指示产量波动的关键指标,其对冬油菜产量的负效应最为显著;(3)各站点的产量对春季降水总量的敏感性分析表明南部地区冬油菜种植对春季降水异常更为敏感;(4)近50年江苏大部分地区春季降水量的减少趋势给研究区冬油菜产量带来了一定幅度的增产。     

近50年江苏省春季降水异常对冬油菜产量的潜在影响

利用江苏省52个气象站1961～2012年日降水资料及冬油菜产量逐年数据,计算了春季10个类型的降水指数,并探讨了春季降水异常与产量的数量关系。结果表明:(1)近50年该省大部分地区春季的降雨量、降雨天数、强降水事件场次、连续降水的强度及持续性均呈现出较弱的减少趋势;(2)不同类型降水指数中,春季降水总量被筛选为指示产量波动的关键指标,其对冬油菜产量的负效应最为显著;(3)各站点的产量对春季降水总量的敏感性分析表明南部地区冬油菜种植对春季降水异常更为敏感;(4)近50年江苏大部分地区春季降水量的减少趋势给研究区冬油菜产量带来了一定幅度的增产。     

应用混合门限自回归法预测大伙房入库径流量的研究

对大伙房水库流域内,1990～1996年入库流量、降雨量进行数据分析.针对不同的降雨等级和入库径流量等级,采用混合门限自回归(TARSO)模型,注重水文要素自身演变规律和主要前期影响因子的作用.该模型中,前期降雨量选取6个因子分别为前5～15d累积降雨量、前第1～4d和当天降雨量;前期入库量选取4个因子,分别为前期第1～3d入库量.该模型作为中长期预报,具有一定参考价值.     

小二沟地区短时强降水过程分析

2012年7月9日小二沟地区出现了一次较强的降水天气,6h降水量64.8mm,达到大到暴雨。此次降水天气是在东北冷涡形成的前期过程中,西来槽,低层切变和地面气旋东移共同影响所造成的局地强降水天气。文章利用天气图、物理量场、雷达图、单站气象要素等对此次天气过程进行了综合的分析。     

冬小麦旱涝灾害及其对产量的影响 ——基于驻马店数据分析

对河南省驻马店市1980—2012年多种农业气象资料进行分析,在相对湿润指数的基础上,充分考虑冬小麦不同发育阶段对水分的敏感程度、有效降雨量以及土壤底墒对冬小麦产量的影响,构建了适于驻马店冬小麦的旱涝指标。根据《中国气象灾害大典·河南卷》、农业气象旬报和农业灾害旬报等资料设定旱涝指标的等级标准,并对指标进行了检验,结果表明,旱涝指标对冬小麦旱涝情况具有很好的指示作用。在此基础上进行了冬小麦旱涝灾害特征分析,发现1980—2012年冬小麦以旱灾为主,且多为中旱及中旱以下等级旱灾;返青至抽穗两个生育阶段发生的灾害均为旱灾,抽穗至成熟两阶段偶有涝灾发生。