北疆地区融雪洪水及其前期气候积雪特征分析

依据水文观测资料,对北疆地区发生融雪洪水前期气温、降水、积雪和诱发洪水的升温条件进行了分析,得出了发生融雪洪水的定量指标,有助于今后开展融雪洪水预报。     

新疆阿尔泰山地区极端水文事件对气候变化的响应

新疆北部阿尔泰山地区受西风带气流影响, 降水丰沛, 尤其冬季积雪厚而稳定, 山区产流发育了额尔齐斯河与乌伦古河, 从西到东形成主要支流十余条. 在全球气候变化下, 山区气温上升明显, 极端降水增多, 气候变暖带来的水循环加快, 极端水文事件也趋于增多. 由于冬季气温升高, 春季积雪消融提前, 春季融雪洪水提前, 洪峰流量增强; 夏季极端降水增加, 使得暴雨洪水增多. 由于冬、 春季积雪增多, 雪灾发生频率增加, 春季的融雪洪水灾害危害增强. 极端水文事件引起的自然灾害已经威胁到阿勒泰地区的牧业生产、 交通安全和水资源供给, 应加强水文水资源安全对气候变化的应对措施, 提高水资源安全保障, 减缓气候变化的危害.     

新疆阿尔泰山区克兰河上游水文过程对气候变暖的响应

额尔齐斯河支流克兰河上游发源于西风带水汽影响的阿尔泰山南坡,主要由融雪径流补给,年内积雪融水可占年径流量的45%.年最大月径流一般出现在6月份,融雪季节4~6月径流量占65%.流域自20世纪60年代开始明显升温,年平均温度从50年代的1.4℃上升到90年代的5.2℃;年降水总量也呈增加趋势,尤其是冬季和初春增加最多.随着气候变暖,河流年内水文过程发生了很大的变化,主要表现在最大月径流由6月提前到5月,月径流总量增加约15%,4~6月融雪径流量也由占年流量的60%增加到近70%.在多年变化趋势上,气温上升主要发生在冬季,降水也以冬季增加明显,而夏季降水呈下降趋势;水文过程主要表现在5月径流呈增加趋势,而6月径流为下降趋势;夏季径流减少而春季径流增加明显.冬春季积雪增加和气温上升,导致融雪洪水增多且洪峰流量增大,使洪水灾害破坏性加大.近些年来气候变暖引起的年内水文过程变化,已经对河流下游的城市供水和农牧业生产产生了影响.     

2001-2012年新疆融雪型洪水时空分布特征

利用2001-2012年新疆区域内发生的融雪型洪水资料,分析研究了近12 a新疆融雪型洪水时空分布特征.结果表明:新疆融雪型洪水与前一年10月至当年3月新疆全站总累计降水量大小相关,降水量大的年份,对应的融雪型洪水发生次数也多;冬末至夏季融雪型洪水在北疆地区基本上是从西向东、从南向北的先后顺序出现,而在南疆地区的融雪洪水基本上是从西向东、从北向南先后顺序出现.新疆融雪型洪水主要集中出现在春夏季,其中,北疆地区在3月,南疆地区在7月发生较多;伊犁河谷、昌吉、阿勒泰、和田等地区及青河、乌鲁木齐、阿克陶、民丰等市县是新疆融雪型洪水的高发区.     

铁勒克厄肯河暴雨洪水类型特征及调查成果合理性探析

针对铁勒克厄肯河缺少水文监测资料的实际,选择其下游的卡普斯浪河上的卡木鲁克水文站为参证站,对铁勒克厄肯河暴雨洪水类型成因、时空分布规律进行研究,并在此基础上对流域洪水进行调查,研究结果可知:铁勒克厄肯河属于山溪性河流,主要以暴雨洪水、地下水为补给源,季节积雪在夏季6-8月中消融补给河流,洪水类型为暴雨型、融雪型、融雪和暴雨混合型,洪水主要发生在中低山区;洪水调查过程中断面选择合理,测量成果可靠,选用基础参数合理,洪水调查资料确定为较可靠。     

基于信息扩散理论的洪水风险评估模型的研究及应用--以阿克苏河流域新大河暴雨融雪型洪水为例

针对新疆一些河流实测洪水系列较短、传统的统计模型进行风险估计难以胜任的特点,引入了信息扩散理论的模糊数学方法,提出了洪水风险评估的实用模型,并以新疆阿克苏河流域新大河暴雨融雪型洪水为例,进行洪水风险估计,结果令人满意。     

新疆阿克苏河洪水类型特征分析

利用阿克苏河两条史流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征,阿克苏河西史托什干河主汛期在5—8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7—8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水的作用更大。托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雷（冰）型、融雪（冰）叠加冰湖渍坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪（冰）型,对阿克苏河1987年气候转型之后的年最大洪峰流量排名在有正式水文记录以来前15位的洪水进行分类。     

卫星遥感首次监测到准噶尔盆地西北部的冬季融雪洪水

2010年1月,新疆北部出现了多次寒潮和60a一遇的连续暴雪天气.在此期间,准噶尔盆地西北部的裕民县及其邻近地区2010年1月6日出现了融雪型洪水.2010年1月裕民降雪量高达95mm,较历年同期偏多5.8倍,突破历史极值;2010年1月1—20日裕民日平均气温均方差达6.5℃,气温升降剧烈,变化幅度大.通过EOS/MODIS卫星遥感监测发现,2010年1月5日裕民县及其邻近地区地表有明显成片的液态水痕迹,而在其前后时段该地区为积雪覆盖.2010年1月,裕民县出现极端降雪事件的同时,极端暖事件与极端冷事件交替出现,隆冬时节的异常升温造成阶段气温异常偏高,引发冬季融雪型洪水.气候变暖背景下,需加强对新疆区域极端天气气候事件的监测、分析及其形成机理的研究,加强区域气候变化影响评估工作,采取切实可行的措施应对气候变化.     

气候变化对阿尔泰山乌伦古河流域径流过程的影响

由于气候变化导致的我国西北地区气温、降水量的变化引起了社会的广泛关注.乌伦古河流域位于阿勒泰地区的东南部,发源于阿尔泰山的东南坡,季节性积雪和夏季降水是乌伦古河的主要补给源.根据乌伦古河50多年的实测水文、气象资料分析,结果表明:50多年来,乌伦古河流域的气温、降水呈波动性上升趋势,上升幅度高于北疆的上升率.4-5月水量有增加趋势,而6-8月水量有减少趋势,说明积雪消融水量提前;径流受气温影响明显,径流对气温的变化较为敏感.气温升高和冬季降水量增多,导致融雪洪水增多,洪峰流量增大,破坏性加大.     

HBV模型在中国东北多冰雪地区的应用研究

HBV模型是瑞典SMHI开发研制的水文预报模型，广泛用于水文预报、未控制河流的流量模拟、设计洪水计算和水质研究。HBV／IHMS的积雪和融雪模型，可以模拟冰河和田间积雪区的降水量。中国东北地区有较长冰雪覆盖期，春汛预报和春季抗旱水量分析尤为重要，但是缺少考虑融雪（冰）的洪水预报方案和软件系统。利用鸟苏里江一级支流挠力河的历史水文气象资料作为实例应用HBV／IHMS，模拟效果良好，分析结果表明HBV模型对于中国东北多冰雪地区的洪水或水量预报是可行的。     

岳城水库控制流域暴雨洪水的时程分布规律及分期划分研究

从两个方面全面分析了岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律:一是根据实测水文资料,通过统计暴雨日数,典型历时年最大降水量、年最大洪峰流量和5日洪量在各旬出现的频率,对流域暴雨洪水时程分布特性进行了多方面的综合分析;二是通过对流域所处地区暴雨形成的天气成因分析,为前述的统计分析结果提供必要的成因基础.还利用旬平均降雨量的相对系数来确定汛期的起止时间.分析结果表明,岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布具有比较明显的变化规律,其中有一个时期暴雨洪水出现的次数多、量级大,主汛期特征显著,汛期可以划分为3个分期,即前汛期、主汛期和后汛期.     

Global snowmelt flood disasters and their impact from 1900 to 2020北大核心CSCD

Under the background of climate warming, the occurrence time, frequency, intensity, and impact of snowmelt flood disasters have changed significantly. Thus, establishing a global snowmelt flood disaster database is particularly important for disaster risk management. With the help of a web crawler, and based on multiple data sources such as natural disaster databases, documents, books, government agency websites, and news media, this study collected relevant information of snowmelt floods and mixed floods and established standards for identifying snowmelt flood events and their disaster impacts based on data from the different sources. Following the screening, sorting, fusion, and integration of snowmelt flood events, a global snowmelt flood disaster dataset containing 579 pieces of data with strong pertinence and reliability was constructed. The temporal and spatial distribution characteristics of global snowmelt flood disasters from 1900 to 2020 were preliminarily analyzed. The results showed that the snowmelt floods were mainly distributed between 30° N and 60° N, with more mixed floods south of 50° N and more snowmelt floods north of 50° N. Spring was the period of highest incidence of snowmelt flood disasters, followed by winter, summer, and autumn, respectively. The snowmelt floods that occurred in spring, autumn, and winter were mainly at 40°~50° N, and the snowmelt floods that occurred in summer were mainly at 30°~40° N. Compared with the snowmelt floods, the mixed floods were more frequent and more destructive, and their frequency increased with climate warming. The results provide a scientific basis for risk prevention and loss assessment of global snowmelt flood disasters. © 2022 Science Press (China).     

2001—2008年天山西部山区积雪覆盖及NDVI的时空变化特性

对于以融雪及融冰补给为主的山区河流,融雪及融冰量的多少对当地可供利用水资源量的大小起着决定作用,对河流所在的水库的正常蓄水、防洪及发电产生一定的影响.积雪时空变化规律的影响因素较多,除气温这个主要因素外,还与当地植被覆盖情况、风向、风速及太阳辐射等因素有关,因此,基于2001—2008年的MODIS积雪数据和NDVI数据分析了研究区的积雪覆盖度与NDVI时空变化特性.结果表明:天山西部山区积雪分布极不均匀,边缘山区多雪,腹地少雪,边缘山区南坡比北坡积雪多;积雪期主要集中在10月到翌年5月,积雪年际变化差异较大,积雪有减少趋势.近8a来研究区的植被有较好的改善且与降水有一定的联系,但部分区域NDVI也有减小的趋势,不同区域植被返青时间不同.通过对比分析发现,除积雪消融与NDVI有其自有的变化规律外,二者之间也有很好的相关性,但关于植被覆盖是否会对积雪的消融起加速或减缓的作用,基于此两种MODIS数据产品无法得知,有待于通过其它方法或进行野外实验确定.     

长江中、下游特大暴雨洪水的成功预报和科学依据

进入 2 0世纪 90年代以来 ,中国七大江河流域旱涝频繁 ,旱涝灾害和由旱涝引起的次生地质灾害十分严重 ,特别是长江中、下游地区的洪涝几率高达 5 0 % (5 /10 )。 195 1— 2 0 0 0年长江中、下游地区发生了 9个大水年 ,几率为 18% (9/5 0 ) ,90年代洪涝的频繁程度属 2 0世纪之最 ,1998年特大暴雨洪水的时空集中强度也属 2 0世纪之最。长江的大暴雨洪水在近 10a来很频繁 ,但从气候分布几率来看 ,它毕竟是小概率事件 ,对小概率事件的长期预报具有很大的难度 ,而且暴雨洪水的长期影响因子也错综复杂 ,这就给预报带来了艰巨性。通过对降水的各种影响因子的分析研究和多因子集成预报模型的研制 ,对 1998年长江流域的特大暴雨洪水从时间、地区和量级三要素的长、中期预报都取得了成功 ,对其他 5个洪涝年也从趋势和分级两方面做出了成功的长期预报。文中重点剖析了预报取得成功的科学依据。     

长江中下游汛期降水空间型及其与太平洋海温的关系

用因子分析及方差最大原则下的正交旋转技术,计算并识别长江中下游汛期(5～9月)降水场的四个空间高载荷区及相对应的因子得分系数.它们的空间、时间变化,反映了长江中下游区域的实际降水特点.赤道东太平洋海温、区域平均海温及ENSO事件都与高载荷区的汛期降水有一定的联系,所得结果可作为汛期降水短期气候预报的参考因子.     

Prediction of snowmelt floods with a distributed hydrological model using a physical snow mass and energy balance approach

Modeling snowmelt is important for water resources management and the assessment of spring snowmelt flood risk. The objective of this study was to develop a physically based module for the WetSpa model to improve the simulation of snowmelt processes. The improved model is applied, calibrated, and verified on the Hornad watershed, upstream of Margecany, Western Carpathians, Slovakia, with 10 years of observed daily precipitation and air temperature, and estimated daily potential evaporation. Daily discharge data of the gauging station at Margecany is used for model calibration and verification. The model proves to predict accurately snow accumulation and snowmelt floods, although the parameters of the snow simulation module are preset and not adjusted by model calibration. In order to show the performance of the model, two particular snow accumulation and melt periods are discussed in detail. The relevant terms of the snowpack mass and energy balances as well as the related heat and mass transport processes are discussed. The study demonstrates that accurate snowmelt prediction based on a physically energy budget approach is possible with controlling parameters that do not need any calibration.     

我国过去50a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅱ):月系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列逐月降水资料, 用线性回归方法研究降水量的变化趋势, 同时结合长江、黄河和松花江主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 降水的年内变化表现出较大的区域特性, 最显著的变化特点是秋冬季 (8～12月) 东部地区降水量普遍减少, 1～3月江南地区降水有增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 夏季降水的增加可能会导致洪水事件的濒发, 与此同时, 降水量的年内不均匀变化, 特别是在 8～12月长时间的降水减少趋势, 导致枯水期径流的减少, 从而加剧秋冬季水资源的供需矛盾. 长江、黄河和松花江主要控制水文站6个站1～4月径流基本上表现为增加趋势, 而6～12月大多表现为减少趋势, 只有黄河上游唐乃亥站6月, 长江下游大通站7月和松花江哈尔滨站8月径流为增加; 另外, 气候变暖使发源于青藏高原的长江(宜昌站3、 4月)和黄河上游(唐乃亥站4～6月)的春季的融雪过程提前, 融雪期径流增加.