鄂尔多斯高原西部清代洪涝灾害与气候事件特征

[目的]揭示鄂尔多斯高原西部清代洪涝灾害发生规律和等级。[方法]根据历史文献统计分析,并应用小波分析等方法开展研究。[结果]鄂尔多斯高原西部清代发生洪涝灾害89次,平均每3a发生1次。鄂尔多斯高原西部清代洪涝灾害可分为5个阶段,第1阶段在1644—1733年,第2阶段在1734—1783年,第3阶段在1784—1813年,第4阶段在1814—1863年,第5阶段在1864—1912年。第1,3,5阶段是洪涝灾害低发阶段,第2,4阶段是高发阶段。在该区清代发生洪涝灾害89次中,轻度灾害占24.7%,中度灾害占65.2%,重度灾害占10.1%。[结论]该区清代水涝灾害变化主要有65,32,17,10和3~4a的周期。该区清代洪涝灾害的发生主要是年降水增加和年内降水集中造成的。鄂尔多斯高原西部清代出现了2次湿润气候事件,分别出现在1774—1783和1814—1823年。     

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。     

唐代陕西黄土高原中南部地区洪涝灾害与气候特征

鉴于洪涝灾害对陕西黄土高原中南部地区的生态建设与经济发展影响重大,基于洪灾历史文献记录,结合数理统计、距平分析、连续小波变换及湿润指数等方法,对唐代(公元618—907年)陕西黄土高原中南部地区洪灾发生规律与气候变化进行了分析。结果表明:洪灾发生频次可分为4个阶段:618—637年与728—847年为洪灾高频期; 638—727年与848—907年为洪灾低频期; 受夏季风影响,洪灾发生频次整体变化趋势呈波动下降趋势; 洪灾等级具有2～5 a,5～9 a,20～30 a及52～80 a的周期,推测洪灾的发生与ENSO及PDO正负相位存在一定联系; 空间上,崂山以南的黄土高原沟壑区为洪灾多发区; 气候干湿特征表现为618—637年气候偏湿,638—837年整体偏干但存在10 a及20 a尺度气候偏湿的时期,838—907年以约10 a尺度进入干湿交替状态。唐代陕西黄土高原中南部地区较大洪灾年份与降水持续时间较长、暴雨这类极端降水事件及气候波动频繁存在联系。     

陕西省榆林地区1644-1949年旱灾与干旱气候事件

[目的]揭示榆林地区1644—1949年干旱灾害等级、时间变化及成因。[方法]根据历史文献统计分析,并应用小波分析等方法。[结果]在1644—1949年的306a里,榆林地区有明确记载的旱灾86次,平均每3.6a发生1次。其中轻度旱灾发生32次,中度旱灾发生41次,大旱灾发生7次,特大旱灾发生6次,分别占旱灾总数的37.2%,47.7%,8.1%和7.0%。榆林地区1644—1949年旱灾变化可分为2个阶段,第Ⅰ阶段为1644—1829年,为旱灾少发阶段;第Ⅱ阶段为1830—1949年,为旱灾多发阶段。该区1876—1879年、1899—1901年和1928—1931年连年发生严重旱灾,代表了3次干旱气候事件的存在,在此期间,榆林地区的气候性质发生了改变,由温带半干旱大陆性季风气候转变为温带干旱非季风气候。榆林地区1644—1949年的旱灾有7a左右的短周期,14a左右的中周期,36a左右的长周期。[结论]榆林地区旱灾发生的根本原因是当年降水量的减少,大旱灾和特大旱灾发生年的降水量分别减少100mm余和150mm余,中小规模的旱灾部分是降水量集中造成,部分是年降水量减少造成的。旱灾等级与频次指示,1644—1829年为气候较湿润阶段,1830—1949年为气候较干旱阶段。     

渭河关中段近400a来洪涝灾害变化研究

通过历史文献资料的整理和统计分析的方法,对1600-1995年396a间渭河关中段洪涝灾害发生频次、等级和周期进行了研究.研究结果表明,渭河关中段在这一时段内共发生了99次洪涝灾害,平均约4a出现1次;其中轻度涝灾52次,中度涝灾35次,大涝灾8次,特大涝灾4次.根据洪涝灾害频次变化,可将这一时期洪涝灾害分为3个阶段,其中1600-1669年和1670-1859年属洪涝灾害少发阶段,但两阶段的变化趋势不一样,前者主要以灾害加剧为特征,后者则主要以灾害频次稳定为特征;1860-1995年是洪涝灾害多发阶段.周期分析发现准3 a洪水周期最为明显,其次是7.14 a的周期.初步判断准3 a洪水周期可能与ENSO(赤道厄尔尼塔和南方涛动是一种海气耦合过程,统一称为ENSO)的2～7 a周期存在一定联系.     

近54年内蒙古自治区西部沙尘暴的变化趋势

[目的]研究近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴天气发生频次的变化特征,为该区沙尘暴天气的科学预测和防治提供理论依据。[方法]采用线性回归、5 a滑动平均、小波分析、滑动t检验、Mann-Kendall检验方法分析内蒙古自治区西部24个气象站点沙尘暴日数的变化趋势、周期性、突变性等特征。[结果]①近54 a来沙尘暴天气发生频次可分为高频期(1960—1975年)、快速减少期(1976—1992年)和低频期(1993—2013年)。沙尘暴发生的频次分别为17,9和4 d/a;发生频次的周期性存在31,22,13 a三个长周期和5,8,1.5 a三个短周期的波动变化。②1986年前后沙尘暴发生频次出现了明显的突变现象,1976—1986年的线性递减率为0.76 d/a,1987—1992年的线性递减率为1.4 d/a。[结论]近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴日数变化呈波动下降趋势,且存在明显的周期性和突变性特征。     

1960-2018年河南省短周期旱涝急转事件演变特征

[目的]阐明河南省旱涝急转灾害的时空演变规律及趋势,为河南省旱涝急转事件的定量识别、时空演变及灾害风险评估提供依据。[方法]利用河南省17个国家基准气象台站1960—2018年逐日降水、气温资料,采用月尺度短周期旱涝急转指数,对河南省旱涝急转时空演变进行了多尺度、系统性地分析。[结果](1)旱涝急转指数绝对值大于1.0可作为旱涝急转事件的识别阈值,绝对值越大,旱涝急转强度越大。(2)旱涝急转事件年际波动变化显著,具有明显阶段性特点。轻度旱转涝事件发生频次略呈增多趋势,中度旱转涝事件发生频次趋势性不明显,其他旱涝急转事件则略呈减少趋势,但旱转涝与涝转旱事件强度分别以0.011/a, 0.021/a的线性倾向率略呈增强趋势,且强度在未来将会持续增大。(3)旱涝急转事件及其强度变化存在15.0 a的第一主周期与3.0 a的第二周期,但同一周期下旱转涝与涝转旱两类事件呈显著反相变化。(4)旱涝急转事件多发区及其强度较大区域主要集中于豫东、豫南平原区以及豫西山区,其中豫东、豫南平原区受地理、生态因素影响致灾风险较大。(5)前期大气环流、太阳黑子活动是旱涝急转现象预测预警的重要信号。[结论]河南省...     

广东省极端降水事件的变化特征

[目的]分析广东省极端降水事件的分布特点并对其未来的变化趋势进行判断,旨在为该省的气候评估预测、生态环境建设及经济可持续发展方面的研究提供科学依据。[方法]利用广东省1960—2013年的逐日降水数据,根据百分位方法定义了极端降水事件的阈值,通过采用Mann-Kendall法、小波分析、Hurst指数等方法,对该区的极端降水事件频次和强度的变化特征及其变化趋势进行研究。[结果]广东省极端降水事件的发生频次、强度及极端降水量均呈上升的趋势,且极端降水量对总降水量的贡献率在50%以上。在空间上极端降水事件的发生频次呈现出北高南低的规律性,而强度正好相反。在未来的变化预测中,广东省大部分地区极端降水事件的频次和强度与过去变化趋势相一致,呈持续增加的趋势。[结论]极端降水事件的频繁发生给广东省造成了严重的损失,应加强极端气候事件的预防工作,针对不同成因的极端降水事件应采取不同的应对措施。     

基于MTM-SVD方法的攀西秋雨变化规律分析

[目的]研究四川省攀枝花市和凉山州(以下简称攀西地区)秋雨时空变化规律,为攀西秋雨气候预测和防灾减灾提供科学依据。[方法]利用1961—2017年攀西地区18个气象站逐日降水量资料,采用MTM-SVD等方法分析攀西秋雨的时空变化规律。[结果](1)攀西秋雨EOF展开第一模态为全区一致变化型,方差贡献率达46.1%,为攀西秋雨主模态,滑动t检验显示攀西秋雨主模态在1995年前后出现过一次显著突变。(2)1961—2017年攀西秋雨有显著的3.2a周期,滑动窗口分析显示1995年之前攀西秋雨的准3a周期非常明显,之后突然消失,转变为显著的准2a周期。(3)以1995年为节点分段研究,1961—1994年攀西秋雨3.4a周期达到了99%的置信度水平,3.0a周期达到了95%的置信度水平。攀西秋雨准3a周期典型循环重建表明,第1a攀西地区整体都为正异常,第2a正异常强度迅速减弱,大部分转变为负异常,第3a攀西大部的负异常强度有所增加,即1995年之前攀西秋雨主要表现为"偏强—偏弱—偏弱"的年际变化过程。(4)1995—2017年攀西秋雨2a周期达到了99%的置信度水平。准2a周期典型循环重建表明,第1a攀西秋雨为全区一致的正异常,第2a异常情况与第1a完全相反,即1995年之后攀西秋雨主要表现为强弱交替的异常演变。[结论]攀西秋雨在1995年前后出现气候突变,1961—1994年主要表现为准3a周期振荡,1995—2017年则以准2a周期为主。     

1960-2017年珠江流域下游径流年际与年内变化特征

[目的]分析1960—2017年珠江三角洲顶点径流年际、年内变化,为合理利用流域水资源提供参考。[方法]年际变化运用径流年际变差系数(C_v)、M-K趋势分析、Morlet小波分析等方法分析,年内变化运用集中度(期)、径流等值线法等方法分析。[结果]珠江三角洲顶点主要水文站径流年际变率较小。1960年以来研究区主要水文站径流量总体并未发生显著变化;径流量距平百分率K_i显示西、东江流域旱涝灾害发生较均匀且发生率较低,北江流域易发生洪涝灾害;珠江流域西、北、东江径流基本存在25～32,10～20,4～10 a的周期变化。珠江流域径流年内分配极不均匀,年径流集中度(RCD_(year))北江和东江略低于西江,近年来集中度都有减小趋势。北江最大径流最早出现,在5,6月份交替,东江最大径流在6,7月份交替,西江最大径流主要出现在7月份。[结论]珠江流域下游地区近60 a径流量并未发生明显的下降或上升趋势,但径流年际与年内变化仍十分明显,变化的主要原因为流域水库修建等剧烈的人类活动。     

近200年来渭河流域干旱洪涝事件特征

通过对渭河流域1813—2017年旱涝灾害资料的收集整理,重建旱涝等级以及指数序列,采用滑动t检验及小波分析等方法,分析了渭河流域近200年来旱涝变化规律。结果表明:近200年来渭河流域发生水旱灾害共111次,水灾和旱灾分别发生了55次和36次,同年水旱灾害交替出现20次,发生频率由高到低依次为:轻度旱灾 > 中度旱灾 > 轻度涝灾 > 旱涝交替 > 中度涝灾 > 重大涝灾及重大旱灾。旱涝灾害的发生具有明显的阶段性:1833—1880年、1914—1933年为中度和重大旱灾的多发期,1894—1910年、1933—1939年为中度和重大涝灾多发阶段。旱涝演变存在5~7年、10~11年、18~20年、60年和105~110年周期震荡。110年左右的周期震荡最强,为第一主周期,第二主周期为60年,第三主周期为20年,同时检验出旱涝有5个突变年,分别为1825年、1881年、1914年、1933年及1981年。空间分布上,渭南地区旱灾发生频率最高,天水和铜川次之,渭河源头处发生频率最低。西安、渭南涝灾发生频率最高,天水、宝鸡、咸阳次之,渭源和铜川涝灾发生频率最低。     

20世纪陇南洪涝灾害特征分析

历史上发生的自然灾害可以作为今后防灾减灾的重要参考资料。通过整理统计历史文献资料,对陇南20世纪洪涝灾害的时空分布特征、区域差异性进行分析、灾害序列趋势持续性计算。结果表明:20世纪陇南共发生洪涝灾害33次,平均3.3年1次;中度灾害最多,为11次,特大灾害共发生3次;灾害多发生在1949年到1990年,月份主要集中在6、7月,连年洪涝灾害也有发生;本区内的西和为高发区,礼县、两当、武都次之;徽县、成县最少。R/S分析法计算结果表明陇南市洪涝灾害时间序列具有长期相关的特征,未来有增加的趋势。     

基于“源-汇”景观的永春县雨洪过程动态分析与风险评估

[目的]探究雨洪过程中不同降雨重现期下“源—汇”景观的时空动态演变特征,并生成雨洪灾害分布格局,从而为“源—汇”景观单元规划与区域雨洪灾害预防提供科学参考。[方法]以永春县景观因子指标数据为基础,引入可反映格局与过程关系的景观“源—汇”理论,基于最小累积阻力模型从景观因子阻力与径流动力平衡关系的角度重新划分“源”“汇”景观。[结果]永春县初始“源”景观空间分布整体特征为“中部最高、西高东低”,且集中在戴云山脉附近,易成为山体径流的源头。永春县在自然排水状态下,易转化为“源”景观的土地利用类型排序为：草地>耕地>建设用地>林地>未利用地。草地一直具有较强的“源”作用,耕地在降雨重现期大于10年后“源”作用增强,建设用地与林地在降雨重现期小于20年时吸收雨水的能力较好,超过20年后建设用地的“源”作用偏强,林地的“汇”作用偏强,未利用地的“源”作用几乎无变化,其吸收雨水的能力有待后续的验证。当降雨重现期为100年时,永春西北部雨洪灾害风险较大,高风险区多集中在一都镇、桂洋镇、东关镇,需重点防患。[结论]永春县雨洪灾害受到西北部山体径流影响,未来应从降低“源”景观、增...     

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。     

太阳活动与ENSO事件对云南省旱涝灾害的影响

根据云南省29个气象站点1958-2011年的逐月降水资料,运用Z指数法界定旱涝等级和年份,采用频次分析和Morlet小波技术分析了太阳活动与ENSO(厄尔尼诺和拉尼娜)事件对云南省旱涝灾害的影响。结果表明:(1) 近54 a云南省年均降水量总体呈下降趋势,下降速率为4.505 mm/10 a;旱涝灾害的发生呈增加趋势,进入21世纪之后旱灾发生频率明显高于涝灾发生频率。(2) 除了1967-1972年,20世纪60-90年代太阳黑子数和云南省旱涝指数呈明显的负相关关系。90年代中后期至今,二者则呈正相关关系。太阳黑子的减少趋势与研究区干旱化趋势相同。(3) ENSO事件与云南省旱涝灾害在14 a左右存在较好的周期对应关系;厄尔尼诺强度增大时研究区旱灾增多,拉尼娜强度增大时涝灾增多。     

基于PSR-SPA模型的成都市文化遗产洪涝灾害风险研究

[目的] 评估文物保护单位的洪灾风险,为提升遗产防洪减灾能力提供科学依据。[方法] 以四川省成都市311处文物保护单位为例,通过构建PSR-SPA模型研究文物保护单位洪灾风险的分布规律,并通过空间自相关性分析确定洪灾风险的空间分布特征。[结果] 成都市文物保护单位洪灾风险为西高东低、北高南低,城市高于郊区、平原高于山地。洪灾风险等级与遗产级别呈正相关,全国重点文物保护单位遭受洪水灾害的风险高,中等风险以上文保单位以古建筑和近现代重要史迹及代表性建筑为主,年代多为宋元明清时期,洪灾风险高发区域为青羊、武侯和锦江等主城区。文保单位洪灾风险在空间分布上呈微弱的正相关关系,存在一定的空间集聚性。[结论] 全国重点文物保护单位受灾后易损,应针对性地提高遗产自身抵御灾害的能力;应关注古建筑和近现代重要建筑、宋元明清时期的文物保护单位的洪灾风险防治问题,发挥文物预警防控功能;受洪灾威胁较大的区县应进一步加强防汛信息化建设。     

四川省甘洛县2019年群发性山洪泥石流灾害的形成机理

[目的] 对四川省甘洛县2019年群发性山洪泥石流灾害成因机理进行分析,为山区山洪泥石流灾害防控减灾提供参考。[方法] 对2019年甘洛县山洪泥石流灾害开展现场调查,并结合相关影像和雨情数据等资料,对山洪泥石流灾害的影响因素以及形成机理进行分析。[结果] 2019年甘洛县山洪泥石流主要是由于短期强降雨所诱发的,加之区内有丰富的固体物源以及有利的地形地貌条件;山洪泥石流灾害是洪水与固体物质相互作用共同致灾的产物;山洪泥石流运动过程中受到地形以及一些工程设施的影响比较明显;同时山洪泥石流会挤压主河道甚至阻断河道,从而导致更大灾害。[结论] 基于甘洛县山洪泥石流灾害的形成机理与致灾特征,应该以加强灾区生态修复与水土保持为本,采取工程防治与生态防治相结合的治灾措施。     

面向极端气候事件的冀鲁豫地区农业气象灾害分析

[目的]研究冀鲁豫地区表征极端气候事件的极端气候指数时空变化特征,揭示区域内极端气候事件变化规律及其对农业气象灾害的影响,为农业生产合理利用气候资源,提高防灾减灾能力提供科学依据。[方法]基于冀鲁豫地区1960—2020年52个气象站点数据,1970—2019年农作物受灾面积数据,利用一元线性回归、滑动平均、R/S分析、IDW、Mann-Kendall和Pettitt检验分析了极端气候指数变化特征,通过灰色关联度和相关分析法研究了极端气候事件对农业气象灾害的影响。[结果]1960—2020年,冀鲁豫地区气候呈暖干化趋势,表征高温(低温)事件的指数呈上升(下降)趋势,气候逐年暖化;降水量略微下降,降水强度缓慢上升;未来该区气温会强持续上升,降水量(降水强度)会弱持续下降(上升)。近61年来该地区极端高温事件发生频率与持续时间呈大范围上升趋势,冀北与鲁东地区最为显著;河北中南部和山东中部地区极端低温事件发生频率与持续时间显著降低;山东中部与河南中东部地区降水极端化特征显著。1970—2019年,研究区农作物洪涝、旱灾、风雹受灾面积(受灾率)呈下降趋势,低温冻害受灾面积(受灾率)略有增加;旱...