新疆呼图壁河流域水文特征分析

呼图壁河是天山北麓中段第二大河流,根据该河多年统计资料,从流域气候、径流、泥沙、水质等方面对其水文特性进行分析。得出呼图壁河径流年际变化稳定、年内分配极不均匀;洪水特征为峰高、量大且持续时间长。洪水传播时间与传播速度与洪峰流量的量级、区间来水河段特征、洪水类型及洪水特性等因素有关;河流泥沙年际变化较大,年内分配极不均匀,与径流的年内变化基本一致;受人类活动的影响,河流水质沿程有恶化的趋势。     

极端天气影响下城镇洪水水位快速估计与淹没分析

由于城镇化的快速发展和极端天气影响,土地利用与防洪安全的矛盾日益突出,城镇洪涝风险增加。以四川省渠县为研究区域,综合运用历史洪水记录与多年水文观测数据重建洪水水位数据序列,快速估计城镇洪水水位并进行淹没分析。通过分析洪水频率与水位的关系、洪水水位差以及不同位置洪峰相关性,更新渠县沿江主要城镇各重现期洪水水位;结合沿江城镇发展定位和预期人口规模,重新核定防护等级和防洪标准。结果表明:渠县主要城镇的洪水水位较历史水平平均上升40 cm,其中100年一遇、50年一遇和10年一遇洪水水位分别上升至254.75,253.48,250.54 m。根据国家防洪标准,渠县主城区和三汇镇的防洪重现期标准应分别提高至50年一遇和20年一遇,其他沿江城镇和乡村的防洪重现期标准保持为10年一遇。与现行防洪标准相比,提高设防标准可减少农地淹没面积超过30 km²,减少建设用地淹没面积7~8 km²。     

Meso-zooplankton movement through the newly constructed Mfolozi channel into and out of the St Lucia Estuary,South Africa

The historical canalization of the Mfolozi River resulted in the St Lucia Estuary losing its main freshwater source. This, combined with the recent drought, led to low water levels, hypersaline conditions and dramatic losses in biodiversity. The excavation of a beach spillway between the estuary and the Mfolozi River mouth in 2012, combined with the commencement of a wet phase in the preceding year, has alleviated the freshwater deprivation crisis. This study compares the meso-zooplankton composition within the channel on both flood and ebb tides, providing a preliminary understanding of the role of the Mfolozi channel in the migration and recruitment of organisms. Abundance was higher on ebb tides, while species richness was higher on flood tides. A total of 53 zooplankton taxa were recorded in the channel. Of these, one had never been recorded in St Lucia before, namely the gastropod Pterotrachea cf. hippocampus. Additionally, the ctenophore Pleurobrachia cf. pileus and the mysid Gastrosaccus gordonae were again recorded for the first time since the late 1970s. Results show that the beach spillway has facilitated recruitment into St Lucia from the ocean and the Mfolozi River. Further research is needed to ascertain what effect this recruitment has on long-term zooplankton community structure.     

气候变化视角下上海黄浦江滨水区洪涝风险评估与分区分策

为进一步降低河口城市滨水区因气候变化引起的洪涝灾害风险,提高城市抗洪能力,基于政府间气候变化专门委员会（IPCC）关于风险的定义,按照危险性、脆弱性、暴露度构建洪水风险指数评估模型,选取11个评价指标,采用场景模拟与GIS空间叠加的方法计算洪水风险指数。选取上海市黄浦江滨水空间为研究区,并分别以2030年、2050年及2100年为时间节点进行情景模拟,进一步按照人口密度单因子进行叠加评价,通过情景模拟识别黄浦江滨水空间景观,更新“三区三策”。结果显示：根据黄浦江滨水区气候变化目标下洪水风险的空间格局,显示风险度等级逐年提高;在2050及2100年的场景模拟中,黄浦江上、下游两部分均显示了高洪涝风险段。采取抵抗（抗洪）策略的岸线逐年增长,对城市高密度人口区等区域威胁日益增大;采取疏散策略的岸线逐年增长,水岸的宜居性降低;采取共处（承洪）策略的岸线逐年减少,需要采取更多抵抗策略与疏散策略。根据气候变化视角下黄浦江滨水区洪涝风险分区分策,泛洪区位于宝山区以东及浦东新区西北角,黄浦江滨水空间需要采取后退疏散策略,实施人口疏散,规划“河口保护计划”,以及在中游松江区内进行生态湿地建设;抗洪区位于中心城区,滨水空间需要继续采取抵抗洪水策略,且风险日益扩大;承洪区位于大部分黄浦江滨水空间,可采取与洪共处策略,但潜力日益缩小。     

青阳县1981—2010年降水特征分析

利用青阳县1981—2010年逐月降水资料,运用统计学方法,分析其年、季降水变化总体特征和趋势,以及3—8月降水特征。结果表明,30年间青阳县降水整体呈减少趋势,季节变化规律不一致,春夏季干旱现象偶有发生,夏季洪涝发生概率偏大。     

中小尺度流域洪水模型模拟比较研究

中小尺度流域洪水模拟是水文预报和防洪减灾的重要基础工作,选择适宜的水文模型对制定水文预报方案具有重要意义。以长江上游支流沿渡河流域为研究对象,对比分析了3种不同类型的水文模型(新安江模型、TOPMODEL、人工神经网络模型)对场次暴雨洪水过程的模拟效果及适用性。结果表明:各模型在模拟场次和验证场次的平均NSE效率系数均超过0.7,平均径流深误差均低于12%,可见3种模型在沿渡河这一湿润地区典型中小尺度流域均有较好的适用性。在验证期,新安江模型模拟的径流深相对误差均未超出许可误差20%的范围,且NSE系数均值达到0.826,然而Topmodel和BP模型模拟下各场次洪水的NSE系数虽均大于0.6,但个别场次结果精度较低。此外,新安江和BP模型的实测与模拟流量点群更接近1∶1线,在流量模拟方面更好,Topmodel的流量模拟整体偏大。总的来说,新安江模型在流域的适用性更好,Topmodel和BP模型次之。     

1971─2012年长江中下游地区水稻洪涝时空分布特征

【目的】为长江中下游地区地区性防涝排涝部署提供依据。【方法】基于1971─2012年长江中下游地区426个气象站点逐日降水资料,通过分析洪涝发生频率、洪涝强度和洪涝发生站次比,研究了长江中下游地区年度洪涝灾害时空分布特征和覆盖水稻关键生育期洪涝灾害时空演变特征。【结果】研究区中度、重度洪涝发生频率所占比最大,中度洪涝发生频率主要集中在湖北、湖南、江西、浙江;重度洪涝发生频率集中在湖南、江西、浙江;特涝发生频率集中在安徽北部与江苏。同时,1971─2012年间研究区域洪涝发生影响范围总体年际尺度变化不明显,洪涝强度20世纪90年代最强,但整体有降低趋势。从研究区水稻物候期来看,影响范围最广强度最大集中发生在7─8月,早稻与一季稻分别处于灌浆成熟期与拔节孕穗期。【结论】在研究区域加强农业气象监测密度,重点可在研究区内(安徽北部、江苏、湖南、江西、浙江)早稻进入灌浆期与一季稻拔节孕穗期前期进行水利设施建设,依靠研究区地势特点与农田生态自身环境稳定性,预防和排除水稻洪涝灾害。     

基于小波变换的三江平原井灌区主汛期降水序列多时间尺度分析

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,吊泵、局部超采现象时有发生,因此,三江平原的地下水资源平衡急需恢复。为解决上述问题,以853农场为例,应用小波理论,对853农场实测主汛期降水时间序列的多时间尺度变化特征及突变特征进行分析,并与实测年降水序列变化特征进行了对比分析。结果表明:853农场主汛期降水序列具有3 a,6 a,29 a以及13 a左右4个主周期,同时,主汛期降水序列与年降水序列的主周期具有较好的一致性。该研究结果为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、地下水资源的恢复及可持续利用提供了科学依据。     

渗灌与漫灌条件下果园土壤物理性质异质性及其分形特征

探讨干旱缺水地区灌溉方式对果园土壤物理性质的影响,为采取合理的果园节水灌溉措施、有效利用灌溉水资源提供科学依据。以鲁中南山地果园为研究区域,利用分形理论,对渗灌和漫灌条件下果园土壤物理性质及其分形特征进行了研究。结果表明:(1)渗灌和漫灌土壤物理性质存在着明显的异质性,二者差异显著,土壤容重渗灌比漫灌降低6.71%;土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度渗灌比漫灌分别高11.62%,43.84%和8.72%。(2)渗灌和漫灌土壤粒径分布存在明显差异,土壤的粘粒和粉粒含量渗灌高于漫灌,而砂粒和细粗砾含量却是漫灌高于渗灌。(3)渗灌和漫灌土壤颗粒的分形维数差异明显,分形维数分别为2.318 3和2.731 9,渗灌土壤的分形维数变化比较小,比漫灌的分形维数小15.14%;特别是漫灌在0~10 cm土层内土壤颗粒分形维数达到2.811 5。说明渗灌比漫灌具有较好的维持土壤物理性质的功能,漫灌对土壤结构尤其是表层土壤结构的破坏较为严重。     

Fish functional diversity responses following flood pulses in the upper Paraná River floodplain

Flood pulses are the main force driving the dynamics of aquatic communities in floodplains. The responses of communities to environmental changes following flood pulses usually demand a time lag to appear and reach the climax. We assembled a data set of 16 years of fish samplings to assess the relationship between water level and four functional diversity measures, in the upper Paraná River floodplain. Specifically, we approached four aspects of each relationship between water level and functional diversity: nature (positive or negative), sensitivity (response intensity), responsiveness (response delay) and extent (response duration). The nature of the relationship between water level and functional diversity was positive in all cases. Functional richness (FRic) responded right after flood pulses, although with shorter extent. Abundance‐dependent functional measures (evenness—FEve; divergence—FDiv; and Rao's quadratic entropy—Rao's Q) presented delayed responses, reaching peaks more than 1.5 years after flood pulses. Significant effects of floods on fish functional diversity were observed for more than 3 years, although the highest functional diversity was observed with 1.8 years, on average. More importantly, flood pulses had no longer significant effects on functional diversity after 4 years. Regarding conservation strategies in regulated systems, flood events should occur every 2 or 3 years, with adequate timing (October‐November), intensity (up to 450 cm) and duration (at least 50 uninterrupted days). Intervals longer than 3 years or inadequate timing, intensity and duration could dramatically decrease functional diversity and compromise ecosystem services.