极端暴雨条件下黄土高原水平梯田损毁情况调查分析——以岔巴沟流域“7·26”特大暴雨为例

2017年7月25日20时至26日8时,陕西榆林市11个县区遭遇特大暴雨侵袭,我们于当年10月对位于暴雨中心的岔巴沟流域的梯田损毁情况进行了专项调查。首先通过室内Google Earth近实时影像结合GIS绘图在流域内确定梯田位置和数量,根据修建时间、利用和植被类型将这些梯田分类。在流域内空间分布均匀地选择不同类型典型梯田并进行野外实地测量,统计各类型梯田的损毁情况、损毁形式并估算各类型梯田的土壤侵蚀模数及其流域平均侵蚀模数。结果表明:岔巴沟流域梯田以≤ 4 hm²规模为主,梯田数量上占91.4%,面积上占了50.7%。暴雨造成梯田的损毁形式以田埂表层结皮脱落、田埂滑塌崩塌、田埂冲毁、田面陷穴穿洞为主,有人为干扰时会产生更加剧烈的后果。暴雨造成的梯田损毁侵蚀坑大部分为深度0~0.5 m的侵蚀。老梯田农地、老梯田乔木和老梯田草地侵蚀坑发生频率远远多于新机修梯田,保持在20~36处/100 m。新机修梯田的侵蚀测坑发生频次少,为5处/100 m,但深度可达4.8 m,后果严重。不同类型梯田损毁产生侵蚀模数差异较大,老梯田农地、老梯田草地和老梯田乔木的侵蚀模数为34 000~37 000 t/km²,新机修梯田为19 404.3 t/km²,老梯田灌木侵蚀模数最低,为5 958.4 t/km²。流域内梯田平均侵蚀模数为30 733.4 t/km²。通过本次调查,掌握不同类型梯田在极端暴雨条件下的损毁情况,为黄土高原梯田保护及修复提供数据支持。     

基于稳定水同位素和原状土柱的贡嘎山原始森林暴雨入渗过程

在贡嘎山原始森林不同土壤质地的样地采集制备原状土柱,监测并分析2020年夏季2场暴雨期间入渗出流过程及出流水稳定同位素(δ¹⁸O)变化特征。结果表明：(1)海拔2 649 m的富含砾石的粉壤土样地A在8月6日和8月11日次降雨后平均总出流量(分别为4.14,14.61 L)比海拔3 000 m的粉壤土样地B(1.45,11.99 L)大。样地A的出流过程对降雨的响应也更敏感。(2)出流水的同位素变化幅度小于降雨同位素变化幅度,入渗过程中新旧水混合强烈。(3)2个样地出流水来源和运移路径的变化模式存在明显差异。样地A在初始降雨峰值时体现出极高的降雨贡献和快速触发的优先流路径,出流消退中逐步体现活塞流特征;样地B在相对缓慢的入渗过程中以活塞流为主导,新旧水交换程度更高。因此,较高的有机质和砾石含量以及较大雨强有利于优先流产生,优先流和活塞流的产生转变过程对于降雨强度变化有着快速响应,这对于流域的含水层补给和溶质运移等过程可能产生进一步影响。     

岔巴沟流域不同淤积状态下淤地坝淤积深度研究

为了进一步明确次暴雨条件下淤地坝的拦沙作用,利用岔巴沟流域不同淤积状态淤地坝泥沙沉积信息,结合线性回归和相关分析等方法,研究了不同淤积状态下淤地坝淤积深度关系。结果表明:(1)不同淤积状态淤地坝的最大淤积深度和平均淤积深度由高到低为堵塞坝(1.07 m, 0.62 m)>水毁坝(0.72 m, 0.53 m)>完好坝(0.70 m, 0.45 m)>淤满坝(0.19 m, 0.15 m)。(2)不同淤积状态下坝地淤积深度与降雨强度相关性拟合不明显;堵塞坝和水毁坝坝地淤积深度与B值(坝地面积与坝控流域面积之比)呈指数负相关,相关指数分别为0.73,0.71。(3)不同淤积状态淤地坝平均拦沙模数由大到小依次为:堵塞坝(14 274 t/km²)>完好坝(12 480 t/km²)>水毁坝(11 725 t/km²)>淤满坝(3 350 t/km²)。综上所述,暴雨条件下,堵塞坝具有高效的拦沙作用,但小库容坝地极易产生较大的淤积深度,从而对坝体产生威胁;堵塞坝和完好坝的...     

黄河中游水利水保措施减沙效益分析中几个值得注意的问题

河流输沙量的变化受流域降水和下垫面影响很大。采用水文法分析水利水保措施减沙效益时应注意如下问题:降雨量是最重要的基础资料,要认真分析工程实施前后雨量站的分布、代表性及前后期降雨量的可比性;暴雨对产沙的影响很大,暴雨强度是决定产沙量多少的重要参数,选用有效降雨量、有效降雨强度能较好地反映暴雨产沙作用;用径流量预报产沙量要区别地下、地表径流的不同影响;要考虑不同地貌类型区对产沙量的影响。     

广西一次冬季暴雨的水汽特征分析

为分析2012 年1 月13—15 日广西暴雨过程的水汽来源、急流的输送作用和水汽饱和程度等特征,使用天气学分析和动力诊断的方法分析NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、红外云图等资料。结果表明：孟加拉湾和南海是本次暴雨过程的2 个水汽源地,500~700 hPa 中低空西南急流的建立和加强使孟加拉湾成为主要水源地,加强了暴雨区的水汽供应。而这支急流的维持依赖于200 hPa加强的副热带锋区西风急流入口区南侧的强辐散作用。不同源地的水汽输送高度不同,水汽通量中心出现在700 hPa。600 hPa 以下为水汽通量辐合层,700~850 hPa 辐合强度远大于925~1000 hPa;水汽通量中心在暴雨区的上风方,水汽辐合中心在水汽通量中心沿气流去向的一侧,700~850 hPa 叠加的辐合中心处即为暴雨区,辐合高度的升高、湿层剧烈向上扩展都可作为暴雨征兆。以上分析得出了冬季暴雨过程中水汽条件的形成机制,得出预报着眼点,对提高此类暴雨预报准确率有较大作用。     

黄土高原地带连续性暴雨特征分析

通过研究甘肃庆阳地区连续性暴雨的成因及特征,为该地区的灾害性暴雨天气预报预警提供参考依据,本研究利用常规气象资料和诊断分析技术分析了庆阳地区2017年8月17—22日连续性暴雨过程。结果表明：(1)连续暴雨前期降水历时短,强度大,分布不均匀,突发性明显;中期持续时间较长,范围广,局地降水强度强,累计降水量较大;后期持续时间长,范围广,分布均匀,累计降水量大。(2)低空急流低层抬升和高空急流抽吸造成了连续性暴雨的发生发展。(3)中尺度云团较为活跃,组织化程度高,持续时间长。(4)前期大气处于极度高能不稳定状态,中期不稳定能量有所下降,后期不稳定能量急剧下降。(5)前期比湿突增明显,跃变值达4g/kg,且比中后期大。     

长江三峡花岗岩区典型林地暴雨径流特征研究

暴雨是三峡库区常见的气候现象,是区域水土流失和自然灾害的重要诱因。基于连续4年的观测,分析了流域内暴雨的季节分布及其变异特点;并选定3种典型林分,通过设立坡面径流场,对林地暴雨地表径流的特征进行了定量研究。结果表明:①流域内年均暴雨雨量占降雨的21.4%,且年际及月际间分配极不均匀,主要集中在7～9月发生,不同月份间暴雨量平均相对变差为1.26;②流域内各林地暴雨径流与总径流大量发生期相同,枫香林、马尾松栎类混交林及马尾松林年暴雨地表径流深分别为4.78,3.75,7.43mm,3类林分5～10月暴雨径流分别占同期地表径流总量的43.2%、51.2%和71.9%;③各类林分地表径流量与暴雨雨量均呈显著线性相关,而与雨强的相关性不显著,说明暴雨条件下蓄满产流是林地产流的主要方式。     

一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析

[目的]研究一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析。[方法]在前人分析的基础上,对2008年4月8日湖南一次强雷暴发生前、维持发展中、消失前的不同阶段的VWP产品特征进行详细的分析。[结果]在雷暴出现前,低层＂ND＂层的破坏预示着水汽含量层的增厚,中层干冷空气的侵入导致了层结的不稳定;雷暴维持期间,低层强的垂直风切变会导致强雷暴发展,边界层冷空气渗透导致雷暴达到最强盛阶段,地面出现冰雹天气;雷暴消失前（17：59后）,整个风场转为连续＂ND＂层的一个趋势表明强对流云已远离雷达所在地,预示着雷暴结束。[结论]该研究为预报员做雷暴预警提供参考依据。     

2010年5月21日长沙大暴雨成因分析及数值预报检验

分析了2010年5月21日长沙地区大暴雨天气过程的形势,应用NECP资料分析该过程中水汽条件、热力不稳定、上升运动、动力条件等,同时对EC中低层风场、T639物理量、RJ降水预报进行了检验。结果表明,西太平洋副高在华南及沿海发生震荡,高空低槽、中低层西南低涡切变、地面倒槽与气旋波等共同活动,是形成大暴雨的主要原因。中层低空西南急流活动与暴雨有很好的对应关系;暴雨发生在有利的湿度条件下,充足的水汽输送和水汽辐合保证了暴雨所需的水汽条件。由于低层冷空气的嵌入,水汽通量和水汽通量的辐合区有随时间由低层各自往高层发展的趋势;深厚的弱散合层,有利于形成大暴雨。EC各时次风场预报对急流、低涡切变预报较好,预报有强降水理由充足;T639垂直运动预报与实况吻合不好,而水汽通量与实况吻合性好;日本降水预报强度与落区有指示意义。     

2013年夏季内蒙古干旱-半干旱区两次极端降水事件对比

2013年夏季,内蒙古中西部干旱-半干旱区多次出现极端降水事件,引发气象灾害.为探寻其特征及成因,选择“6·30”、“7·14”两次典型极端降水事件,从天气尺度系统、中尺度对流系统、热力动力条件、水汽来源等方面进行对比分析,得到以下结论:①“6 · 30”暴雨是华北小高压前的切变线产生;“7·14”暴雨是“北槽南涡”与台风北上共同作用的结果.②两次暴雨都是中尺度对流复合体(MCS)发展的结果.“6·30”暴雨突发性强,具有局地特点;“7·14”暴雨具有列车效应,持续时间长.③两次暴雨水汽来源不同.“6·30”暴雨水汽来源于南海;“7.14”暴雨是“北槽南涡”加上远距离台风输送的结果.④“6·30”暴雨是高压切变线西侧干、东侧湿,在锋区附近产生上升运动促发不稳定能量释放;高空“干侵入”是“7·14”暴雨的促发机制.⑤东亚夏季风偏强,西北太平洋副热带高压脊线位置偏北,是内蒙古中西部干旱-半干旱区极端降水事件的重要原因.