流域洪涝定量描述及江西省48 a流域洪涝分析(摘要)

分别对单站洪涝强度、流域集中期洪涝强度和流域汛期洪涝强度进行了定量描述,并对1951～1998年江西省5大流城的洪涝分别进行了比较分析,认为通过对洪涝强度的定量描述,可以方便、定量地比较历史上各汛期、各集中期流域洪涝强度,从而为地方党政领导开展情报服务,也可以以流域洪涝指数为预报对象开展对流域洪涝强度的预测研究;影响洪涝的因素很多,单从降水的时空分布看,集中期开始前的降水、集中期长度、集中期降水强度(最大5 d降水)及降水总量均会影响洪涝强度;文中对洪涝的客现描述方案与实际洪涝和灾害比较吻合,比用月季总降水量更能反映实际的洪涝情况;集中期洪涝指数比汛期洪涝指数更能反映洪涝程度;江西省洪涝多发时段是5月25日～7月11日,较严重的洪涝主要出在6月下旬～7月上中旬,绝大多数集中期在10 d左右;90年代南片和北片分别有3 a和5 a列为10大洪涝年,且1998年被列入集中期洪涝、汛期洪涝和10大洪涝年第1位,是解放以来洪涝灾害最严重的1 a,表明进入90年代后江西省步入多洪涝期.     

信江流域洪涝指数及其预报

采用逐日资料,把定性的降雨集中期在时间上和雨量上进行了量化,形成普遍适用的算式,并提出了雨量集中期的集中度的算式,进而建立了把雨量集中期、集中度与洪涝程度密切联系在一起的单站洪涝指数。在此基础上确定了流域雨量集中期、集中度及信江流域洪涝指数。最后,对信江流域洪涝指数作了预报试验。     

流域洪涝预报研究

提出了一个应用水文上降水产生流量过程线的变化原理,仅用降水资料来推算流域洪涝指数,用量化指标来预报未来流域洪涝强度的研究思路和方法。利用流域内测站雨量计算出流域的有效综合面雨量(考虑了前一段时间内的逐日流域面雨量的不同贡献)。复核流量(或水位)等洪涝有关资料与流域有效综合面雨量的关系,最终确定出各级洪涝指数的流域有效综合面雨量的大小。在实际预报业务中,利用流域的实况面雨量和预报面雨量计算出未来流域某日的有效综合面雨量,对其值与已确定的各级洪涝指数的有效综合面雨量大小进行比较分析,最终判断未来流域可能出现的洪涝等级和强度。     

广西主要江河流域汛期洪涝及长期预报

本文分析了广西主要江河流域汛期（５—８月）因大面积降水造成洪涝的气候规律；探索了汛期同期和前期大气环流特征、前期中国各区地温特征；探讨了汛期洪涝的月长期预报方法；给出了可供长期预报业务使用的准确的微机预报业务程序。     

江西致洪暴雨天气特征分析与流域洪涝预报研究

在对1959～1990年的资料进行大量普查分析和统计的基础上,指出对流层中低层形势特征在江西致洪暴雨中的特殊重要性,分析了各个天气系统对形成致洪暴雨的作用,并根据中低层天气形势特征来分型建立致洪暴雨的预报模式。应用水文上降水产生流量过程线的变化原理,提出了仅用降水资料来推算流域洪涝指数,用量化指标来预报未来流域洪涝强度的研究思路和方法。该方法思路是利用流域内测站雨量计算出流域的有效综合面雨量(考虑了前一段时间内的逐日流域面雨量的不同贡献)。复核流量(或水位)等洪涝资料与流域有效综合面雨量的关系,最终确定出各级洪涝指数的流域有效综合面雨量的大小,确定洪涝等级。     

武义县暴雨洪涝的时空变化特征

为了揭示武义县暴雨洪涝的时空变化特征，基于1970-2018年洪涝及暴雨实测数据，统计分析反映时空变化特征的一系列指标，应用多元线性回归模型，建立水位与径流、降雨的多元相关关系。研究结果表明：洪涝在20世纪70至80年代中期次数偏少，其后开始逐渐增多，且具有3a左右的年际周期变化，12a左右和25a左右的年代际周期变化；洪涝主要发生在主汛期6-8月，其中，6月中旬至7月中旬以系统性暴雨为主，洪涝占全年60%，7月下旬至8月短时暴雨明显增多，山洪占全年50%；洪涝与西部型南亚高压、西太平洋副热带高压的变化特征正相关，同时中低层冷暖气流的汇合强度亦有利于产生洪涝；构建武义江流域水位与径流、降雨多元逐步回归模型，提出一种以水位预报为目标的洪水趋势预测方法。     

汉江流域秋汛期典型旱涝年与前期海温的关系研究

利用汉江流域16个气象观测台站1961—2010年秋汛期(9—10月)逐候降水资料,计算了降水集中度(PCD)和集中期(PCP),并建立了相应的序列,结合秋汛期降水距平百分率,确定汉江流域秋汛期典型旱涝年。同时,利用美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的同期海温和500 hPa高度场资料,采用合成和相关分析方法,探讨了典型旱涝年与前期海温的关系。结果表明,印度洋、赤道中太平洋、北太平洋为3个海温关键区,当这3个海区海温发生异常时,影响汉江流域秋雨的主要系统(印缅槽、贝湖槽、东西伯利亚高压和乌拉尔山高压)也相应发生变化,从而导致PCD和降雨量异常,引发汉江流域洪涝或干旱灾害。在一定程度上,可将前期海温异常作为判断汉江流域秋汛期降水量多少及PCD强弱的前兆信号。     

湄江河流域洪涝监测预警系统

本研究项目主要针对湄江河流域上游重点地域的防汛工作而展开,利用最新的集合(集成)预报和流域面雨量预报技术,结合水文关于流量、水位的洪涝预报模式,开发研制了湄江河流域洪涝监测预警系统,基于定性和定量的综合集成方法原理,探讨洪水流量、水位预测的综合分析方法,随时向湄江河防汛决策部门提供准确、客观、可靠的洪涝预警信息以及防汛决策所需的水文、气象服务信息,这对湄江河乃至全市相关县市提高气象预报决策服务效益、增强流域洪涝监测预警能力和更好地配合党政决策部门做好防灾减灾工作、提高我市可持续发展战略能力等都具有十分重大的意义。     

1993年汛期洪涝分析与思考

1993年入汛前期,我省降水大部偏少,各地汛情相对平稳.进入6月份以后,暴雨频繁,其中6月11—24日和6月29日至7月8日出现了两次降水集中期,江河湖库水位猛涨,赣北、赣中出现了大范围洪涝.然而,由于防汛部门利用了准确及时的气象信息,决策正确,调度得当,在汛期雨量和83年相似的情况下,确保了大中型水库安全和铁路畅通,减少了灾害损失.     

桂林市汛期降水集中度和集中期与旱涝关系的研究

利用桂林13站近50a的逐日降水资料,采用近年来气象学者提出的降水集中度和集中期的定义,计算桂林汛期降水集中度和集中期,对其统计特征进行分析,结果表明:降水集中度最大值为0.59,最小值为0.12,平均值为0.33,年际变化大,有10a的变化周期;降水集中期出现在汛期第5旬到第8旬之间的年份占76%。对集中度大值年和小值年进行对比分析,得出汛期降水量偏多时,集中度偏大容易造成洪涝灾害,集中度偏小则降水较均匀,不利于洪涝的形成。多水年和少水年降水集中度的空间分布明显不同,多水年的集中期明显比少水年偏迟。     

基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟

文章以江西省曹水作为山洪灾害淹没模拟的研究区域,通过嵌入河道栅格修订数字地形,采用FloodArea水文淹没模型对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对修订前后的同一降水过程进行模拟,结合实地考察流域内淹没痕迹和水文站水位资料对比分析两者的模拟结果,并利用确定性系数和Nash—Sutcliffe效率系数对2000—2010年间出现的强降水过程的模拟结果进行验证。结论表明:基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟能较好地反映曹水流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深,该方法可作为推算曹水流域的山洪灾害致灾临界面雨量的基础。     

东津河流域暴雨洪涝灾害风险区划

本文从暴雨致灾机理出发,以东津河流域为例,开展中小河流域暴雨洪涝灾害风险区划技术研究。根据气象资料、水文资料、地理信息资料、社会经济统计资料以及历史灾情资料等,运用TOPMODEL水文模型并结合统计法确定致洪临界面雨量,利用逐步回归法重建区域站资料序列,基于广义极值分布函数计算出不同重现期的致洪面雨量,根据流域内小时降水雨型分布,将不同重现期致洪面雨量以及叠加堤坝信息的DEM、manning系数等数据代人Flood Area模型进行洪水淹没模拟,得到不同重现期下洪水淹没图,再叠加流域内栅格化的人口、GDP以及土地利用信息,最终得到不同重现期下人口、GDP以及土地利用等风险区划图谱。建立的中小河流域暴雨洪涝灾害风险区划技术方法简便可行,区划结果精度高、实用性强,对于面向实时防灾减灾的动态灾害风险管理具有重要意义。     

中国主要河流流域极端降水变化特征

利用中国1956-2008年逐日降水量资料,以全国主要河流流域为研究区域,分析了年最大日降水量、年暴雨（日降水量≥50.0 mm）日数的多年平均状况及长期变化趋势。分析表明,近53年,全国平均年最大日降水量没有明显的线性变化趋势,但全国范围内多数气象站点年最大日降水量呈现出增加趋势,并存在南方流域增加、北方流域减少的变化趋势,这种变化特征在2001年以来表现更加突出。全国平均年暴雨日数呈不显著的增多趋势,20世纪90年代最多,70年代最少。空间上,我国南北方流域年暴雨日数呈现相反的变化特征,南方流域多呈上升趋势,北方流域呈减少趋势。     

Performance of RegCM4 over Major River Basins in China

A long-term simulation for the period 1990–2010 is conducted with the latest version of the International Centre for Theoretical Physics' Regional Climate Model(RegCM4), driven by ERA-Interim boundary conditions at a grid spacing of 25 km. The Community Land Model(CLM) is used to describe land surface processes, with updates in the surface parameters,including the land cover and surface emissivity. The simulation is compared against observations to evaluate the model performance in reproducing the present day climatology and interannual variability over the 10 main river basins in China,with focus on surface air temperature and precipitation. Temperature and precipitation from the ERA-Interim reanalysis are also considered in the model assessment. Results show that the model reproduces the present day climatology over China and its main river basins, with better performances in June–July–August compared to December–January–February(DJF).In DJF, we find a warm bias at high latitudes, underestimated precipitation in the south, and overestimated precipitation in the north. The model in general captures the observed interannual variability, with greater skill for temperature. We also find an underestimation of heavy precipitation events in eastern China, and an underestimation of consecutive dry days in northern China and the Tibetan Plateau. Similar biases for both mean climatology and extremes are found in the ERA-Interim reanalysis, indicating the difficulties for climate models in simulating extreme monsoon climate events over East Asia.     

黄河宁夏段凌汛期气温变化特征

利用宁夏1991~2010年20 a凌汛期水文和气温序列资料,研究了宁夏凌汛期特征、凌汛灾害发生主要时段,黄河封河、开河集中期与日平均气温之间的关系。结果表明:宁夏凌汛特征为封开河时序相反,小流量、高水位行洪,受强冷空气影响较大;凌汛灾害主要发生在封河和开河期间;日平均气温正负转化日期与封、开河期有对应关系,宁夏封河集中期在12月20日至1月19日;开河集中日期在2月13~20日。在凌汛关键期结合MODIS遥感数据对凌汛灾害监测防范有一定指导意义。     

近60年来中国主要流域极端降水演变特征

在全球增暖背景下,中国极端降水事件及洪涝、干旱等次生灾害近年来频发,严重影响生态系统、人民的生产生活和社会经济发展。本文基于气候变化检测和指数专家组（ETCCDI）定义的10个降水指数,利用中国台站日降水资料,系统分析了1961～2017年中国及九大流域片降水变化情况,并利用空间场显著性检验考察不同降水指数的显著变化是否与外强迫作用有关。结果表明,各降水指数的变化具有区域性特征。整体而言,全国范围内平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水呈增强趋势的台站数多于呈减弱趋势的台站数,呈显著增强趋势的台站占比不可能仅由气候系统内部变率引起,还受到外强迫的影响。此外,中国大部分站点连续干旱日数（CDD）减少,观测中CDD呈显著减弱趋势的台站占比也与外强迫作用有关。九大流域片中,内陆河片能够观测到平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水的增多以及连续干旱日数的减少,有洪涝灾害增多的风险,且上述变化可归因为外强迫的作用。长江流域片、东南诸河片和珠海流域片平均降水、极端强降水和连续性强降水均增强,其中强降水的变化与外强迫作用有关。西南诸河片极端强降水增强,但大部分站点CDD呈增加趋势,有干旱增加的风险。黄河流域片、海河流域片、淮河流域片及松辽河流域片的大部分站点及区域平均结果中,降水指数多无显著变化趋势。增暖背景下,不同流域片呈现出不同的降水变化特征,将面临不同的气候灾害风险。     

作物生长对流域水文过程与区域气候的影响

利用区域气候模式RegCM3以及考虑作物生长过程的耦合模式RegCM3_CERES对东亚区域进行20年模拟,研究作物生长对流域水文过程与区域气候的影响。结果表明：考虑作物生长过程的耦合模式模拟海河流域、松花江流域、珠江流域多年平均降水效果明显改进,在除黑河流域外的各流域模拟的温度负偏差有所减小,其中在海河流域、淮河流域的夏季改进尤为明显。各流域夏季（6、7、8月）月蒸散量最高,其中长江流域、海河流域、淮河流域、珠江流域的夏季月蒸散量基本上在100 mm左右,并且七大流域蒸散发的季节变化趋势跟总降水基本一致。多数流域考虑作物生长过程的耦合模式模拟得出蒸散发减少且进入的水汽增加,导致局地水循环率减小;黑河流域与黄河流域降水有所增加,其他流域均有不同程度的减小。针对长江流域,比较耦合模式RegCM3_CERES与模式RegCM3模拟结果显示,叶面积指数减少1.20 m²/m²,根区土壤湿度增加0.01 m³/m³,进而导致潜热通量下降1.34 W/m²（其中在四川盆地地区减少16.00 W/m²左右）,感热通量增加2.04 W/m²,从而影响到降水和气温。     

1951-2006年黄河和长江流域雨涝变化分析

 根据1951-2006年黄河和长江流域雨涝灾害灾情统计资料,分析了两个流域雨涝灾害发生频率的时空分布特征,结果表明：近50 a以来,特别是20世纪80年代以来,受气候变化影响,黄河和长江流域雨涝灾害不断增加,农作物受灾、成灾面积呈增加趋势,损失日趋严重,且长江流域受雨涝灾害影响范围较大,灾害发生频率大于黄河流域。受暴雨影响,夏季两个流域雨涝发生频率最高、范围最广。20世纪80年代末以来,黄河流域雨涝灾害增加趋势较为明显,而长江流域80年代初雨涝受灾面积和成灾面积显著增加。两个流域雨涝灾害的受灾率均自上游至下游逐渐增加,其中长江流域中下游地区受雨涝灾害影响较大。     

江西省暴雨山洪计算模型研究

介绍了一种不需要大量观测数据及分析,适用于江西偏远小流域的山洪灾害指标的计算模型,及其具体计算方法。同时,给出了模型中各个参数的获取方式。即在观测资料相对丰富的流域,一般应用观测资料来推算模型参数;在缺乏实际观测资料的地区,则根据流域特征结合一般流域的经验得到参数。利用江西省1960--2000年137次山洪灾害过程最大流量资料,对模型进行了应用检验。结果表明,使用推理公式计算得到的结果,比使用统计方法获得的结果稳定,且误差小,研究模型有助于提高计算的准确性。     

河西内陆河流域的水循环特征

本文主要从分析我国西北内陆水循环主要环节出发。揭示河西内陆河流域水循环在山区形成水资源、在平原散失水资源和在人工绿洲产生水循环二元结构、以及水量相互转化和联系的特征；对山区消耗水量，走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化及其消耗水量的增加。以及下游水分亏缺等问题作了评价；还对山区与平原绿洲及其之间的局地水循环，西部开发实施黑河和塔里木河综合治理中实现良性循环和传递流域水循环整体概念等问题进行了讨论。