汉江上游近50a来降水变化与暴雨洪水发生规律

使用EOF分解、滑动平均和线性回归趋势分析,对汉江上游流域1960—2009年逐月及全年降水量变化进行时空分析。结果表明,汉江上游在近50a来,年降水量在总体上呈现出减少的趋势。各月份降水量变化以4月和9月降水量减幅最大,而6月和8月降水量则有所增加。1980—1988年是汉江上游流域气候转型期。由于大气环流形势发生变化,春季和秋季西南季风环流减弱,夏季东南季风环流增强。西南季风在6—7月中旬和9月通常会在汉江上游造成暴雨洪水,该阶段降水量的减少,可能会导致洪水发生几率减小。东南季风在7月下旬和8月会在汉江上游造成暴雨洪水,此期间季风的增强,可能会使该阶段暴雨洪水的发生几率增大。这些结果对于指导汉江上游水资源水能源开发和防洪减灾具有重要的意义。     

汉江上游郧县庹家洲河段全新世古洪水研究

通过对汉江上游的实地调查,在湖北省郧县庹家洲段发现了含有4期古洪水滞流沉积层的典型全新世黄土-古土壤剖面。结合野外观察和室内粒度、磁化率和烧失量等指标的测定,判定为典型的古洪水滞流沉积物(SWD),记录了汉江上游4期古洪水事件。通过地层对比、OSL断代等方法,确定这4期古洪水事件分别发生在12 600-12 400aB.P.,4 200-4 000aB.P.,3 200-2 800aB.P.和东汉时期1 900-1 800aB.P.。然后利用沉积学和水文学原理恢复了洪峰水位,并选择合适的水文参数,采用比降法水文模型推算出了这4期特大古洪水洪峰流量。同时,根据相同的方法,推算了剖面附近1983,2005和2010年洪痕对应的洪峰流量,与实测流量相比,误差在1.99%~4.21%,说明计算古洪水洪峰流量的水文参数选择与计算结果是合理的,而且古洪水洪峰流量计算结果也符合洪峰流量与流域面积关系。     

汉江上游郧县辽瓦店全新世古洪水研究

以汉江上游谷地郧县辽瓦店全新世古洪水滞流沉积剖面为研究对象,对其进行了洪水沉积学和水文学研究,并对其粒度组成、磁化率、烧矢量等理化性质进行了测量。结果证明,辽瓦店(LWD)剖面中夹有典型的古洪水滞流沉积物(SWD),它记录了一次特大洪水事件。利用地层学方法确定该次洪水事件发生在AD100-300之间(东汉-魏晋时代之间)。根据沉积学和水文学原理恢复了古洪水的洪峰水位在159.80m,以此计算出洪峰流量为65 420m3/s。根据2011年9月19日汉江洪水洪峰水位痕迹高程并利用相同方法反推洪水流量,所获流量数据与实测数据误差小于1%。     

汉江上游黄坪村段古洪水滞流沉积物研究及意义

古洪水滞流沉积物是古洪水事件的直接产物,蕴含古洪水的重要信息。以汉江上游郧县黄坪村剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、烧失量及碳酸钙等进行了分析。结果表明:古洪水滞流沉积物的粒度具有粉砂含量砂级颗粒黏粒含量的特征;磁化率值在78×10-8~81.2×10-8m3kg-1之间;烧失量值较低为23.9~27.7 g kg-1,碳酸钙为2.72%~3.20%。其宏观特征和上述参数与黄土和古土壤有明显的区别。沉积物的粒度组成特征及粒度参数、磁化率、烧失量、碳酸钙等对于鉴别古洪水滞流沉积层有重要的参考价值。     

汉江上游白河县河段现代洪痕调查与实测洪水校核

通过对汉江上游的实地考察,分别在陕西省白河县上下游河段的夹河镇和羊尾镇房屋墙壁上发现了1983年以来的4次现代洪水痕迹的标记。结合实地走访和查阅相关资料,准确确定了这4次洪痕的对应年代,并利用比降法重建了洪峰流量。将所重建的洪峰流量与白河水文站实测洪峰流量进行对比发现,二者基本接近,在夹河镇和羊尾镇计算误差分别在0.5%～5.3%和-0.2%～5.1%。结果表明,在当前全球气候变化的影响下,对于突发性特大洪水灾害,可以借助河流两岸遗留的洪水痕迹来恢复洪峰流量,以提高水文测量精确度。进而为防洪减灾或水资源开发等工作提供有效的数据支持,同时还可以为水文数据不足河段的洪峰流量推算工作提供科学依据。     

汉江上游郧县尚家河段全新世古洪水水文学研究

通过对汉江上游实地调查,在郧县尚家河一级阶地前沿发现了含有4个古洪水滞流沉积层的典型全新世黄土一古土壤剖面,对采集的沉积物样品进行磁化率、粒度和烧失量等沉积特征分析,并与现代洪水沉积物特征比较,判定该剖面中的洪水沉积物为典型的古洪水滞流沉积物,记录了汉江上游全新世4期古洪水事件.通过地层对比和OSL测年,确定这4期古洪水事件分别发生在12600-12400 a B.P.,11600-11400 a B.P.,5500-5000 a B.P.和1000-900 a B.P..在确定了古洪水洪峰水位和相关水文参数的基础上,采用比降法恢复了这4期古洪水最大洪峰流量在46 280～63 720m3/s之间,符合流域面积与洪水洪峰流量关系;同时采用相同的河流断面和水文参数,计算了剖面附近的2010年7月18日洪痕流量,与实测流量相比,误差为1.74％,说明古洪水水文参数选择与洪峰流量计算结果是合理的.     

长江特大洪水原因与防灾方略探讨

’９８长江大洪水波及到长江中下游的湘、鄂、赣、皖、苏５省,受灾面积１３３３万多ｋｍ２,洪水前后持续２个月。发生大洪水的原因,既有天气因素的影响,也有上游森林破坏招致水土流失的作用,还有人为围湖造田带来的负效应的影响,但根本原因是天气因素所致。中下游地区湖泊水面积减小,人为在河道上圈地、设障,是导致洪水水位抬高、险情增加的重要原因。长江综合治理的目标与重点是,上游修建除三峡以外的控制性的调蓄工程群,实行蓄水、减沙与森林生态工程相结合,中下游进行固堤、河道清障,保护现有湖泊的调蓄功能。     

汉江上游阶地黄土磁学特征研究

汉江上游地区位于北亚热带季风气候区边缘,对气候响应异常敏感。流域内发育不对称四级阶地,且阶地上覆盖有厚度不等的黄土堆积。以汉江上游三级阶地黄坪村（HPC）和高客站（GKZ）两个剖面作为研究对象,测量样品的磁化率和频率磁化率,并选取代表性样品进行热磁曲线、等温剩磁获得曲线和磁滞回线等的测定。结果表明,汉江上游黄土沉积物中的载磁矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时含有一定量的赤铁矿和针铁矿,磁化率的增强以超顺磁和准单畴亚铁磁性矿物的贡献为主。GKZ剖面中低矫顽力亚铁磁性矿物含量低于HPC剖面,且黄土中含有更多的亚铁磁性矿物,HPC剖面中则黄土-古土壤中载磁矿物差别不大。汉江上游磁化率的降低与该区较高的有效降水量有关,季节性丰沛降水使土壤水分过饱和,在局部湿润的还原环境中,土壤中大量强磁性铁氧化物被溶解转化为能够在湿润环境中稳定存在的弱磁性矿物,磁性矿物的转化导致成壤强的汉江上游地区磁化率低于成壤弱的黄土高原地区。在成壤条件处于还原环境时,有效降水越高,还原程度也越高,强磁性铁氧化物被溶解得越多,磁化率就越低,这是GKZ剖面降水大于HPC剖面,但磁化率却更低的原因。     

特大洪水过后的思索

今年，黑龙江省嫩江、松花江发生了超百年一遇的特大洪水，在党中央、国务院和省委、省政府的领导和指挥下，经过广大军民与洪魔的搏斗，取得了抗洪抢险的伟大胜利。洪水过去了，我们应该冷静地思考一些问题。为什么这次洪水这样的大？产生的原因是什么呢？在社会上、科技...     

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。     

历史时期汉江上游旱灾统计及成因分析

通过对历史文献资料的整理与统计分析,对汉江上游193BC-2000AD近2 200 a干旱灾害的等级、发生频率、成因进行了研究.结果表明,汉江上游在193BC-2000AD,共发生旱灾431次,平均每5.09 a发生1次.其中,干旱灾害以中度旱灾为主,占旱灾总数的42.5％;其次是轻度旱灾,占旱灾总数的35.0％;特大旱灾和大旱灾发生的频率较低,各占旱灾总数的12.3％和1o.2％.干旱灾害发生的频率具有明显的波动性,并且随着历史进程的发展,在波动中有上升的趋势,清代后期到现代,是汉江上游旱灾发生频率最高的时期.气侯变化、降水、地形以及人为因素是导致汉江上游地区发生旱灾的主要原因.     

1960-2010年渭河流域旱涝时空分布特征

利用1960-2010年渭河流域12个气象站5-9月降水量资料,采用Z指数作为划分旱涝等级的标准,分析了渭河流域近50 a旱涝时空特征.结果表明,近50a来,流域范围内大旱大涝年份各出现过至少6次.大旱出现最多的站点为环县和平凉两站.大涝出现最多的站点为长武和西吉两站.发生大涝的站点基本位于渭河干流的中下游.受大涝(大旱)影响范围较广的年份主要发生在1965 1970年和1980 1985年(1970-1975年和1985-2000年),尤其是1964,1975,1983,1984和2003年(1972,1994,1995和1997年)受大涝(大旱)影响的站点数超过了50％.1960-2010年大旱站点比例有明显增加趋势,大涝站点比例有降低趋势.根据累积距平曲线可以看出,全流域在1960-1968年和1977-1985年年降水量高于均值,在1970-1974年和1992-2001年年降水量低于均值;对渭河流域区域Z指数进行经验正交函数分析,发现渭河流域旱涝主要受流域中心地带(洛川—长武宝鸡)的早涝气候控制.受地面高程差异影响,北偏西方向发生旱灾机会增大,而南偏东方向发生涝灾的概率增大.东西差异为东部洛川地区旱灾概率加大,流域西部来水概率增强等,表明渭河流域旱涝分布除受大尺度的气候系统影响和控制外,还受地面高程、局地地形等多种因子影响.     

汉江上游1988-2007年间景观格局变化分析

为研究陕西省境内汉江流域水电开发后区域景观格局时空演变,根据1988,2000和2007年汉江上游地区遥感影像,通过遥感解译,利用GIS缓冲区分析分别研究了汉江上游整体和500,1 000,5 000m缓冲区内景观格局变化。结果表明:(1)汉江上游1988年以来水域呈持续增加趋势,耕地呈现持续"落势",全时段景观格局处于不平衡态,双向转换较频繁。但有向着有利于区域生态改善方向转变的趋势。(2)从景观破碎化、景观形状和景观多样性3个角度分析了研究区景观格局变化,1988-2000年该区景观格局破碎化程度增加,形状趋向复杂,景观趋向多样化;2000-2007年该区景观破碎化程度减小,形状趋向规则化,景观多样性减小,表明景观格局向着有利于区域生态改善的方向转变。(3)汉江上游水电7级梯度开发对沿河500m缓冲区内景观格局影响最显著。     

基于WRF模式的渭河上游夏季降水及气温模拟

[目的]探索WRF模式不同方案在渭河上游的适用性,探讨其降水格局形成的物理机制,进而对该流域的水资源及环境管理预测提供依据。[方法]采用最新的WRF V4.1.2模式,选用Kain-Fritsch(K-F)和Grell-3两种积云对流参数化方案及其微物理过程,进行了不同分辨率的渭河流域上游夏季降水及温度试验模拟及评估。[结果] 5 km分辨率下夏季6月、7月、8月两种方案模拟的气温略低于实际值,K-F方案和Grell-3方案误差分别为5.8%～10%及7%～12%。两种方案对降水模拟表现为偏高,降水随海拔高度和纬度变化不规律,误差分别为13%～39%和10%～25%。2 km分辨率下,K-F方案模拟的西南东南及西风气流较强,表现出垂直速度波动变化大,积云对流不稳定强烈,对流性降水偏多。Grell-3方案模拟的偏南暖湿气流较强,垂直速度较大,随高度增加较快,有利于大尺度强降水产生。5 km分辨率下夏季6月、7月、8月的气温及降水模拟对两种积云对流参数化方案具有较强的敏感性和适应性。K-F方案对气温模拟效果好于Grell-3方案,Grell-3方案对降水模拟效果优于K-F方案,尤其是强降水...     

韩江上游水土流失现状遥感分析

韩江上游是我国南方红壤区水土流失较严重的典型区域,需要摸清该区域的水土流失状况,为水土流失综合防治决策提供依据。本文以2008年10m分辨率的Alos多光谱遥感影像为数据源,采用人机交互解译方法,对韩江上游水土流失现状进行了遥感分析,结果表明：韩江上游土地利用以林地和耕地为主,植被覆盖状况良好,但地形陡峭,水土流失面积达5102．56km2,侵蚀强度以轻度为主,主要分布于广东境内梅江及其支流两岸五华、梅县、兴宁和平远县的山丘区,以及福建境内汀江流域上中游上杭、长汀、武平和永定县的山丘区。     

渭河流域极端降水特性指标分析

为研究渭河流域极端降水特性指标及极端降水事件发生频率,基于渭河流域1961—2016年41个气象台站的逐日降水数据和流域历史洪水资料,选定极端降水量(R95P)、极端降水频数(RD95)、极端降水强度(RI95)和极端降水贡献率(RC95)4个极端降水特性指标,采用线性趋势法、相关分析法、Mann-Kendall突变检验法、普通克里金插值等方法,对各指标时空变化特征以及不同子流域极端降水事件的发生频率进行了分析。结果表明:(1)渭河流域极端降水阈值介于16.40～26.29 mm,流域中17%以上的气象台站极端降水阈值超过25 mm。(2)空间分布上,R95P介于127.81～201.41 mm,随纬度升高而减少; RD95干流和泾河流域较高。RI95介于24.37～39.81 mm/d,与R95P空间分布相关性较好,干流东部和下游较高,综上,渭河流域极端降水量越大的区域极端降水强度越高,未来应考虑多区域极端降水对干流及下游河道的叠加作用,降低灾害风险。(3)年际变化上,R95P和RD95变化不显著,RI95和RC95呈轻微增加趋势,2000年后增加显著。(4)渭河流域几次大洪灾均伴随着极端降水,渭河下游极端降水事件发生频率最高,主要发生于20世纪80年代初期和21世纪初期。