陕南汉江上游历史洪水灾害与气候变化

根据陕南汉江上游历史时期以来的洪水灾害史料和水文站记录,统计分析了189BC-2008AD近2200年间的洪水发生频率,并对此时间段内气候变化进行分析。结果表明:清后期到现代,是汉江上游洪水发生频率最高的时期,洪水发生频率为18.94次/50a;其次是明末至清前中期和唐末期,洪水发生频率分别为6.5次/50a和6次/50a;再次是西汉初、北宋中期至南宋前中期、明代,是3次/50a左右的频率。洪灾的出现往往与气候的异常波动有密切关系,历史时期,汉江上游的洪水在气候冷暖交替变化时期较为频繁,气候平稳期出现频率较低。     

基于HEC-RAS模型的汉江上游庹家洲河段古洪水流量重建研究

准确掌握全新世特大古洪水流量,对于河流防洪减灾、水利工程建设和水资源合理开发调度具有重要的意义。文中利用HEC-RAS模型计算了汉江上游1983年、2005年和2010年的洪痕流量,与已有的研究成果相比,误差在5%以内。在此基础之上,利用相同的河流横断面和水文参数,选择合适的曼宁系数和河道比降,重建了汉江上游庹家洲河段的4期古洪水的洪峰流量,计算的古洪水洪峰流量符合Baker提出的流域面积和流域内特大洪水洪峰流量的关系。说明利用HEC-RAS模型来重建古洪水流量,准确、便捷、可行。其研究结果为重建古洪水流量提供了新的研究方法。     

清代汉江上游洪涝灾害及其影响研究

根据地方史料记载,统计出清代汉江上游陕南段洪涝灾害的发生规律。结果表明:清代洪涝灾害总体上表现出增加的趋势,公元1814年以前平均3.09年发生1次;公元1814年以后明显增多,且出现了两次洪涝灾害的高发期。其中1814～1853年间发生34次,平均1.18年1次;1884～1893年间发生了9次,平均1.11年1次。受到东南季风、西南季风和西北季风大气环流形势演变的影响,夏秋两季是汉江上游洪涝发生频率较高的时期,其中又以初夏和秋季为主。这些洪涝灾害的发生与气候变化及移民垦殖对于流域植被的破坏有密切关系。     

清末以来陕西省汉江上游暴雨洪水灾害研究

根据对搜集到的历史文献资料及地方统计资料的整理与研究,并结合前人工作经验,对汉江上游地区清末以来(公元1832～2010年)近200年中暴雨洪水的发生状况进行了深入研究。结果表明:清后期至今这一暴雨洪水高发期的洪水灾害类型可划分为三类:局部暴雨洪水灾害;大面积暴雨洪水灾害;长历时、大面积暴雨洪水灾害。这三种灾害类型各占灾害发生总次数的31%,42%,27%。清后期至今汉江上游灾害性大暴雨洪水共出现59次,平均每3.4年发生一次。从分析发现,清后期以来汉江上游暴雨洪水频次不断上升,尤其是1932年以来,虽然暴雨洪水灾害频次有所波动,但整体呈上升趋势,且大面积,长历时暴雨洪水明显增多。暴雨洪水主要在7,8,9月份即夏秋两季发生。汉江上游的暴雨洪水类别分布及发生特点不仅与当地地形及气候的异常波动有关,也与人为活动的影响密切相关。     

汉江上游历史时期寒冻灾害特征及其社会影响研究

通过对历史文献资料的搜集与整理,利用最小二乘法、小波分析和克里格插值等方法,对汉江上游历史时期(877B.C.-2010A.D.)以来寒冻灾害的等级、发生时间(阶段、季节变化和周期等)和空间变化规律及其对社会的影响进行了研究。结果表明:汉江上游历史时期以来共发生寒冻灾害118次,平均每24.46年发生1次。将寒冻灾害划分为轻度、中度、重度三级,各占灾害总频次的16.1%,62.71%和21.19%;小波分析显示,各等级的寒冻灾害依次存在5-8a、20-23a、55a的周期变化。汉江上游历史时期以来寒冻灾害呈现波动上升趋势,阶段性特征明显,经历了频次较少-波动增加-快速增加三个阶段;春季寒冻灾害发生频次最高,且以霜灾为主。寒冻灾害对社会经济发展、农业生产、社会稳定、人口数量变化等方面产生了重要影响。初步确定汉江上游历史时期发生了两次寒冷气候事件,时间在公元1640-1700年和1840-1870年;现代寒冷气候事件需进一步考究。     

汉江上游谷地重金属元素变异规律对环境演变的响应

以汉江上游谷地一级阶地的上覆黄土—古土壤序列为研究对象,分析包括Ni、Mn、Cu、Zn、As、Ti、V、Pb在内的8种土壤重金属含量及其分布特征,选取铷锶比(Rb/Sr)、磁化率及黏粒含量作辅助指标,研究汉江上游黄土—古土壤序列的成壤强度及所反映的气候演化特征。结果表明:Cu、Ni、Pb、As、Mn、V与成壤强度指标(磁化率、黏粒含量、Rb/Sr值)呈显著相关关系,说明该6种重金属迁移、富集程度受区域气候演变所驱动。依据重金属垂向分布特征,可判断自一级阶地抬升以来,汉江上游谷地共经历了5个气候阶段,其中,全新世中期气候整体温暖湿润,但在6~5 ka B.P.发生了一次干冷气候事件。     

汉江上游与黄河晋陕峡谷历史大洪水对比研究

对汉江上游与黄河中游晋陕峡谷公元1800a以来发生的大洪水事件进行统计与对比分析。结果表明:1)历史时期汉江上游大洪水发生频率高于晋陕峡谷。1920a以后,随着全球气候变暖,汉江上游和黄河中游大洪水都有发生频率增大、间隔年份缩短的趋势。2)受副高边缘到达时间差异的影响,汉江上游大洪水时间过程呈"M"型;晋陕峡谷大洪水时间过程呈"A"型。3)影响两地降水的环流形式相似,但水汽的主要来源有所不同。在汉江上游,水汽来源既有东南季风也有西南季风带来的暖湿气流;在黄河中游,东南季风带来的水汽是降水的主要来源。两地降水多少及大洪水的发生时间、强度与频次,受到东南季风、西南季风强弱及其组合情况的共同影响与控制。     

近60a来汉江上游极端降水变化研究——以安康地区为例

基于安康地区近60 a的逐日降水和历年最大洪峰流量资料,采用Mann-Kendall检验、百分位阈值、滑动平均、相关性分析以及趋势分析方法,并结合世界气象组织(WMO)提供的降水指数,对安康地区1953—2011年极端降水的时序特征、突变特点以及降水与洪涝灾害的相关性进行了分析。结果表明:近60 a来,安康地区年最大日降水量、极端降水日数、极端降水量以及极端降水强度都呈波动上升趋势。其中,年最大日降水量在1974年发生了增多突变,1983年达到显著增多水平;极端降水日数在2002年发生了增多突变,2011年达到显著增多水平;极端降水量和极端降水强度在1997年之后一直呈上升趋势,但没有发生突变现象。1997年后,尤其是进入21世纪以来,安康地区极端降水日数、极端降水量、极端降水强度明显上升,在总降水量减少的情况下,降水时间分布更加不均匀,降水集中度增加,极端降水事件增多。因此,必需高度重视汉江上游安康地区潜在的洪涝灾害,增强应对和抵御灾害的能力,确保人民生命财产安全和南水北调工程的顺利实施。     

太阳活动与ENSO事件对汉江谷地旱涝灾害影响分析

为探究汉江谷地旱涝灾害发生机理,根据18个代表站点1960-2010年气象资料,运用Z指数法界定出旱涝灾害等级和年份后,分析太阳黑子活动和ENSO事件对汉江谷地旱涝灾害的关系。结果表明:1)研究时段内汉江谷地呈暖干化趋势,气温以0.136℃/10a的速度上升,降水以15.7mm/10a的速度减少,旱涝灾害的发生呈增加趋势。2)20世纪70-80年代旱涝灾害指数与太阳黑子数呈负相关,80年代后二者呈正相关,太阳黑子的减少趋势与研究区域干旱化趋势相同。3)厄尔尼诺强度增大时研究区域的涝灾增多,拉尼娜发生强度增大时旱灾增多。     

基于博弈论组合赋权的洪水风险评价 ——以武威地区为例

洪水灾害是世界范围内发生最为频繁的自然灾害。中国是世界上洪水风险增长最显著的地区之一。针对甘肃省武威市山洪灾害多发的实情,采用结合主客观权重的博弈论组合赋权的洪水评价方法,应用GIS技术,从致灾因子危害性、孕灾环境稳定性和承灾体脆弱性三方面出发,共选取7个指标构建洪水风险评价指标体系,得到了各评价单元的洪水风险度空间分布。评价结果表明：武威市整体洪水风险等级为较低风险,与历史洪水事件数据吻合较好。其中,洪水高风险区只占总面积的4.94%,集中分布于凉州区与古浪县交界处和天祝藏族自治县西南部地区;较低风险区与低风险区之和占总面积的43.84%,集中于民勤县的东部沙漠区。通过将单一赋权方法与博弈论组合赋权法进行了比较,表明博弈论组合赋权法可以减少单一赋权方法的主观性,提高洪水风险图的精度,为洪水风险管理提供依据。