气候变化对淮河防洪与排涝管理项目的影响及适应对策研究

 以"淮河流域重点平原洼地治理工程外资项目"为对象,综合分析了流域内地理气候、经济社会、河流水系及防洪体系的相互关系与演变特征。在气候变化影响下,流域3种类型的洪水中,由持续一两个月的长历时降水形成的量大但不集中的洪水,对平原洼地农业发展及治理工程效益的影响最为显著。在此基础上,对气候变化可能造成的影响进行了半定量分析,并提出了增强排涝能力与提高自适应能力并举的应对方案。     

气候变化对淮河防洪与排涝管理项目潮影响及适应对策研究

以“准河流域重点平原洼地治理工程外资项目”为对象,综合分析了流域内地理气候、经济社会、河流水系及防洪体系的相互关系与演变特征。在气候变化影响下,流域3种类型的洪水中,由持续一两个月的长历时降水形成的量大但不集中的洪水,对平原洼地农业发展及治理工程效益的影响最为显著。在此基础上,对气候变化可能造成的影响进行了半定量分析,并提出了增强排涝能力与提高自适应能力并举的应对方案。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

 根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

近40年三工河流域气候变化分析

通过近40年三工河流域不同海拔高度的典型地貌气象资料的统计，对影响流域气候变化的气温、降水、蒸发气象要素进行线性趋势分析，得出中山森林区气候暖湿化相对较弱，平原区气候暖湿化特征显著，近山倾斜平原绿洲区是气候暖湿化最为明显的地域。流域降水与蒸发呈反相关关系，降水增加起到绝对增湿作用，蒸发减小起到相对增湿作用。在此气候趋势变化下，三工河流域和有相似地理环境的天山北坡各流域已显现出降水量增大、洪水发生频率增高、荒漠植被显著增加以及区域农业生产环境改善的暖湿化特征。     

新书架

《气候变化与中国水资源》出版我国大多数河流的径流对大气降水变化都非常敏感。气候变化对这些河流的水资源具有显著影响,近年来这个问题已引起国内学者和有关部门的高度重视。气象出版社出版的《气候变化与中国水资源》一书包括了近年来我国气象和水文领域学者对气候变化与水资源研究的最新成果。该书共分十二章,分别包括气候变化对水资源影响研究进展、中国及十大江河流域气候状况、中国及十大江河流域气候变化、中国及主要流域极端气候事件变化、中国土壤湿度的变化特征、中国大气水汽通量和云量变化、中国十大江河流域气候年代际变化及…     

气候变化对黄河流域水资源影响研究进展

20世纪90年代以来,黄河流域天然径流量大幅减少,水资源供需矛盾已经成为制约流域社会经济可持续发展的重大问题.本文概述了国内外气候变化对流域水文水资源影响的研究进展;论述了气候变化对黄河流域水文水资源影响研究的方法、结果和最新进展及黄河流域气候变化对水资源影响研究的问题.建议今后加强基础数据和资料的分析研究,建立适合黄河流域的多情景综合气候评价模型;提高黄河流域极端气象水文事件预测能力,为流域水资源管理和综合规划服务.     

流域水文气象耦合的洪水预报研究及应用进展

洪水预报在防洪减灾中具有重要的理论意义和现实意义。论文从流域暴雨的定量降水估算与预报、流域洪水预报水文模型、流域水文气象耦合、流域洪水实时预报系统研发及业务应用等方面回顾了国内外流域水文气象耦合的洪水预报研究与实践的进展,并从洪水预报与气象预报的集成耦合、有物理基础的分布式水文模拟、洪水风险灾害评价等展望了流域洪水灾害预报的一些关键技术和问题。     

气侯变化背景下黑河上游春季融雪洪水预估研究

气候变暖将导致高山区冰冻圈加剧融化,一方面融水资源时空分布的不确定性增大;另一方面,融水洪水灾害发生的频度和强度也将发生改变。基于气象、水文数据和MODIS积雪覆盖数据,利用融雪径流模型(SRM),对1990—2012年共23年祁连山黑河札马什克控制区融雪期径流进行模拟与验证。结果表明：SRM在该流域具有较高的模拟精度（纳什系数为0.91),可用于分析和预估控制区径流强度变化。为此,采用黑河流域气温、降水降尺度数据,预估了未来气候变化背景下积雪范围变化及不同重现期洪水变化趋势。结果显示,与基准期相比,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,最大积雪范围可减小3%~7%,且随着海拔升高,变化愈剧烈。RCP2.6情景下因气温和降水变化幅度较小,到21世纪末各重现期洪水强度保持在10%以内波动;RCP4.5情景下,各重现期洪水强度最高增大约20%;在RCP8.5情景下,各重现期洪水强度最高可增大超30%。相关分析结果显示,不同重现期洪水径流与气温和降水均具有较强相关性：重现期越长,洪峰与气温的相关性越大;重现期越短,洪峰与降水的相关性越大。通过预估气候变化背景下的融雪性洪水事件强度及重现期变化,有助于有效开展区域洪水风险管理、提高洪水资源的利用价值。     

赣江万安以上流域历史暴雨洪水分析

一、前言 考证与分析特定流域内的历史暴雨和洪水,对研究洪水和探索旱涝规律、长期气候变化,具有十分重要的意义。历史暴雨年代久远,缺乏实测资料。但在我国历代史籍、方志、碑文和宫廷档案中,关于旱涝灾情、水文资料等记载颇多,从其中可以大致了解到     

气候过渡带温度变化与淮河流域夏季降水的关系

淮河流域是我国南北气候的过渡带,气候过渡带位置的南北变动对淮河流域的降水有显著的影响。利用1952～2001年的温度和降水资料,计算了气候过渡带位置的变化和淮河流域降水与旱涝的关系,发现气候分界线位置的南北移动与淮河流域夏季降水呈显著负相关,即气候分界线北移夏季降水减少、气候偏旱;气候分界线南移则夏季降水增加、气候偏涝。气候分界线与淮河流域夏季降水的这一对应关系反映了春季冷空气活动的强度和时间对淮河流域夏季和梅雨降水有重要影响,即春季(特别是3月下旬)冷空气南下活动较强年份的夏季降水可能异常偏多。     

索马里越赤道气流与淮河流域夏季降水关系的年代际增强

基于1961~2016年淮河流域172个测站逐日降水资料,分析了淮河夏季降水的多时间尺度变率,发现其具有显著的准两年周期,1990年代以来亦呈现出明显的年代际变化。EOF分析结果显示,淮河夏季降水的异常主要表现为全流域一致偏多或偏少型（第一模态）,其方差贡献高达37%。相比于长江中下游地区,淮河夏季降水与东亚500 hPa位势高度场上的EAP遥相关型关系很弱,但和对流层低层西南水汽输送有更好的对应关系,表现为从索马里半岛至淮河流域的多个正负交替的相关波列。这一波列表明当索马里越赤道气流加强时,通过热带印度洋西风的纽带作用加强了进入淮河流域的西南暖湿气流,并在淮河上空低层形成水汽辐合,造成淮河多雨,反之当索马里越赤道气流强度弱时,淮河夏季降水偏少。索马里越赤道气流和中国台站降水的空间相关同样显示出最显著的相关区位于淮河流域。进一步的分析发现,研究时段内二者关系并非稳定维持,而是表现出显著的年代际变化,近二十年来索马里越赤道气流对淮河流域夏季降水的影响明显增强,且在季节预测上的指示意义也在增强。这一增强的可能原因是索马里越赤道气流与流域南侧的经向水汽输送和西侧的纬向水汽输送的关系均发生了年代际反转,并且这两条水汽输送带对流域夏季降水的影响发生了年代际增强。     

淮河流域汛期暴雨与西太平洋海温关系

利用淮河流域172测站1960—2009年逐日气象资料和全球海温资料,通过对淮河流域汛期暴雨与前期西太平洋海温的相关分析来研究海温的变化对淮河流域汛期暴雨的影响。选取西太平洋海域（158°～170°E,8°～14°N）作为关键海区,前一年5—6月作为关键时段,通过分析发现海温偏低（高）年,淮河流域的绝大部分地区的暴雨量减少（增加）,淮河流域东北部呈现与其他地区反相的变化特征;在暴雨偏多（少）年,对应的前一年5—6月关键海区正好是海温偏高（低）。正是由于西太平洋关键海区持续的海温异常引起了次年汛期大气环流的异常,导致了淮河流域汛期暴雨的异常,这正是海温与暴雨具有很好相关的内在原因。     

基于SWAT模型分析淮河流域中上游水量平衡要素对气候变化的响应

本研究在对SWAT模型进行参数化的基础上,采用淮河干流吴家渡和鲁台子水文控制站1971-1990年和1991-2014年的月径流观测数据对SWAT模型进行了率定和验证。模拟效果评估结果显示：不论是率定期还是验证期,Nash-Sutcliffe系数Ens和确定系数R2均>0.8,相对误差Re<1%,模型能够较好地再现月尺度的降雨-径流过程。淮河中上游年径流深线性变化趋势不明显,但子流域空间差异显著,径流深上游及南部呈线性减小趋势,其他子流域呈增大趋势。从年水量平衡要素来看,蒸散量和渗漏量对水量平衡贡献最大。主成分分析表明,平均气温、降水量及蒸散量是淮河中上游水文要素变化的关键因子。剔除人为因素的影响,1971-2014年淮河中上游地区水资源量呈减少趋势,这可能是年平均气温升高、年降 水量略有减少以及年蒸散量减少综合作用的结果。本文研究成果可为淮河中上游水资源管理和相关政策的制定提供技术支撑。     

气候变化对淮河蒙洼蓄滞洪区启用风险影响评估

基于RCP情景下47个IPCC CMIP5气候模式模拟数据和大尺度水文模型VIC,预估了未来（2021-2050年）气候变化对淮河蒙洼蓄滞洪区启用的可能影响。结果表明：与基准期（1971-2000年）相比,多模式预估淮河上游未来多年平均气温一致呈增加趋势,平均增幅范围0.2～1.7℃。不同模式对降水预估差异较大,但有超过70%的模式预估降水呈增加趋势,平均增幅为3.4%～4.1%。未来气候情景下,王家坝断面洪水总体呈增加趋势,20年一遇的洪水强度平均增幅19%,洪水频率将增大,蒙洼蓄滞洪区启用可能更加频繁,启用的风险加大。     

气候变化影响下极端水文事件的多变量统计模型研究

以黄河流域太原气象站和淮河流域鲁台子水文站为研究对象,利用Copula函数构建气候要素（降水）同极端水文事件（干旱和洪水）之间的多元统计模型,分析不同降水条件下不同等级干旱和洪水的发生概率变化。结果表明,Gumbel Copula能够较好地描述太原站7月份的前期累加降水量和帕默尔干旱指数（PDSI）的相关结构。随着降水量的增加,极端干旱的发生概率逐渐减小,重旱、中旱和轻旱的发生概率则先增加后减小。Clayton Copula能够较好地描述鲁台子水文站前期累加降水量和洪峰流量之间的相关结构。当前期累加降水量大于等于某一定值时,随着年最大洪峰x的增大,发生洪峰≥x的极端洪水事件的概率逐渐减小。在同一个极端洪水发生概率下,前期累加降水量越大,洪峰流量出现大值的可能性越大。     

淮河流域夏季降水异常与若干气候因子的关系

基于旋转经验正交函数分解 (REOF) 方法探讨淮河流域1961—2010年夏季降水与厄尔尼诺/南方涛动 (ENSO)、北大西洋涛动 (NAO)、印度洋偶极子 (IOD)、太平洋年代际振荡 (PDO) 之间的关系,并进一步分析各气候因子不同位相单独以及联合对淮河流域夏季降水的影响。结果表明:淮河流域夏季降水与ENSO,PDO,NAO,IOD等气候因子具有较稳定的相关性,其中,PDO和IOD是影响淮河流域夏季降水的关键因子,且PDO与夏季降水呈显著负相关关系;各气候因子的冷暖位相单独及联合对淮河流域夏季降水的影响不同,PDO的冷期以及NAO,IOD冷位相使流域北部的夏季降水量呈显著增加趋势,PDO分别联合ENSO,NAO和IOD的冷、暖位相对流域北部地区和淮河上游地区的夏季降水影响显著。     

2007年夏季淮河流域洪涝与亚洲地区大气低频振荡的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和我国地面观测站的逐日降水资料, 研究了2007年夏季淮河流域洪涝与亚洲地区大气低频振荡的联系, 通过分析研究表明: 2007年夏季淮河流域降水低频振荡的主要周期是30～70天, 该低频序列的方差大约占了总方差的47%; 在降水低频振荡的位相5～8 (1～4), 亚洲季风区从阿拉伯海北部经孟加拉湾到我国南海地区, 以及我国淮河流域经渤海到日本地区主要受低频热源 (热汇) 的控制; 并且在极大降水位相7, 我国东部地区 (10°N～45°N, 110°E～120°E), 从北到南, 〈Q1〉低频分量的分布呈负正相间的低频热汇、 热源、 热汇、 热源形式(位相3则呈相反的分布形式); 在位相5～8 (1～4), 亚洲季风区〈Q1〉低频分量的分布有利于 (不利于) 气流向淮河流域汇合并形成辐合上升; 受低频环流变化的影响, 在位相5～8, 大量的水汽被输送到淮河流域, 辐合上升形成降水; 相反, 在位相1～4, 来自西太平洋上的水汽在该地区辐散, 不利于降水的发生。     

Thresholds of hydrologic flow regime of a river and investigation of climate change impact—the case of the Lower Brahmaputra river Basin

The sustainability of social-ecological systems depends on river flows being maintained within a range to which those systems are adapted. In order to determine the extent of this natural range of variation, we assess ecological flow thresholds and the occurrence of potentially damaging flood events to society in the context of the Lower Brahmaputra river basin. The ecological flow threshold was calculated using twenty-two ‘Range of Variability (RVA)’ parameters, considering the range between?±?1 standard deviation from the mean of the natural flow. Damaging flood events were calculated using flood frequency analysis of Annual Maxima series and using the flood classification of Bangladesh. The climate change impacts on future river flow were calculated by using a weighted ensemble analysis of twelve global circulation models (GCMs) outputs driving a large-scale hydrologic model. The simulated climate change induced altered flow regime of the Lower Brahmaputra River Basin was then investigated and compared with the calculated threshold flows. The results demonstrate that various parameters including the monthly mean of low flow (January, February and March) and high flow (June, July and August) periods, the 7-day average minimum flow, and the yearly maximum flow will exceed the threshold conditions by 1956–1995 under the business-as-usual A1B and A2 future scenarios. The results have a number of policy level implications for government agencies of the Lower Brahmaputra River Basin, specifically for Bangladesh. The calculated thresholds may be used as a good basis for negotiations with other riparian countries of the basin. The methodological approach presented in this study can be applied to other river basins and provide a useful basis for transboundary water resources management.