新疆河流洪水与洪灾的变化趋势

在西北气候由暖干转向暖湿的过程中,新疆河流的洪水和洪灾反映明显.对新疆29条河流选取年最大洪水,统计出超标准洪水、20a一遇、50a一遇洪水的出现频次进行分析,结果显示1987年后洪水量级、洪水频次呈增加的变化趋势.通过20世纪90年代以来灾害性洪水出现的频次、灾害损失的变化比较分析,90年代以来灾害性洪水尤其是灾害性暴雨洪水和突发性洪水呈现增加的态势,1987—2000年的灾害损失与1950—1986年相比增加了30倍.     

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(II):灾害效应

新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁.冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区.随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势.在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显.预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点.面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策.因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

伊犁河谷察布查尔县洪水发生特征分析

新疆伊犁河谷察布查尔县是丝绸之路的北部要塞,其水生态安全一直以来是专家学者们研究的重点内容。该地区洪水灾害所带来的直接经济损失较高。针对该区域近20 a洪水发生情况进行总结分析,并调取2000-2016年洪水灾害发生频次等资料信息,结合其暴发时间、分布特征以及洪水类型等因素,对洪水发生的特征规律加以剖析研究,明确了洪水灾害量化指标之间的关联性,对不同类型供水造成的经济损失进行对比分析,洪水灾害主要发生在5-7月份,振荡周期为2~3 a,造成损失较为严重,未来要合理规划,全面提升该地区洪水灾害抵御能力,进一步展开科学合理的洪水监测与综合治理工作。     

1980—2019年新疆南部不同强度暴雨洪水灾害的空间分布和时间变化特征

以1980—2019年新疆南部出现的暴雨洪水灾害事件造成的死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数、受灾面积作为灾情要素,采用比值权重法和无量纲化线性求和,构建了暴雨洪水灾害事件的灾损指数。根据灾损指数,采用百分位数法将每次暴雨洪水灾害事件定量划分为一般、较重、严重、特重四个等级。结果表明：新疆南部暴雨洪水事件在塔里木盆地北缘多于南缘,西部多于东部,高值区集中在阿克苏地区、喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州一带;暴雨洪水事件多发在3—10月,年出现次数呈现明显上升趋势,增幅为8次·（10a）^-1,主要表现为一般性灾害发生频次的增加;新疆南部暴雨洪水灾害年平均灾损指数在1985年和1999年发生两次突变,平均值表现出“低—高—低”阶段性变化;暴雨洪水灾害发生次数与3—10月降水量、大雨发生日数、暴雨发生日数密切相关。近40年来新疆南部降水量的增多,导致暴雨洪水灾害次数增加;年平均灾损指数与特重和严重灾害发生次数关系密切,后者对其贡献率达87%。     

新疆天山南坡库玛拉克河洪水成因及特性分析

库玛拉克河发源于天山以南西段中部的汗腾格里峰的西侧,地处西来水汽输送通道,流域山体高大、支沟发育、坡陡流急,山洪灾害频发,其主要洪水类型为混合型洪水和暴雨洪水。50多年实测洪水资料表明,随着系列的增加,该河年最大洪峰流量模比系数、变差系数、偏态系数均呈波动性增加趋势,说明其洪水发生频次及量级均有增大趋势。分析影响洪水发生规律的主要因素为高空气温,气候波动与前期降水。     

新疆渭干河流域“8.1”特大洪水分析

2016年8月1日,新疆渭干河流域各支流相继发生了特大洪水,洪水峰高量大,持续时间长,使沿河的水利工程及居民区遭遇了罕见的洪水灾害,损失惨重。渭干河上游的多处水文站发生了有水文资料记载以来的历史特大洪水,洪水成因主要是前期的高温形成冰川雪水融化导致河道水量大增,之后又叠加大暴雨所致。     

广西境内西江干流洪水特征变化初探

本文重点从降雨、年最高水位、最大流量及区间洪水组合情况等初步分析了西江干流桂平至梧州河段洪水特征变化及成因。指出西江干流桂平至梧州河段较大洪水发生频次增加明显,其原因主要有区间蒙江、桂江较大洪水发生频次增加明显,洪水遭遇组合机遇增大及洪水归槽影响等。     

乌鲁木齐河山前区河道地质与洪水渗漏损失分析

乌鲁木齐河由南向北纵贯乌鲁木齐市区, 洪水成因主要为冰雪消融与降水形成的混合型洪水, 对城市危害较大. 为预防和减轻洪水对城市造成灾害, 依据水文站大量实测洪水、 气象资料, 并以河流地质资料为基础, 对洪水过程的渗漏损失量进行了估算, 对河流出山口以后山前区河流洪水演变、 洪水波的运动规律进行了分析. 乌鲁木齐河洪峰衰减量随洪水量级增大而增加, 但洪峰相对衰减量却随洪水量级增大而减少. 这种洪峰衰减损失与河流山前带地质结构及洪水到达乌拉泊站前所经山前冲洪积扇的砂卵砾石层分布有关. 连续发生数日洪水时, 由于出山口以后下垫面中含水量的增加, 相对衰减量会变逐渐减少. 相关关系分析表明, 利用乘幂关系可对河流出山口乌拉泊站的洪峰流量进行预报. 基于该关系对下游洪水过程的预报, 可以为下游水利工程、 城市防洪管理等提供决策依据.     

新疆叶尔羌河冰川湖突发洪水对气候变化的响应

利用1961—2008年的气象-水文资料,探讨了气候变化与叶尔羌河流域冰川湖突发洪水的关系.采用非参数Wilcoxon统计检验和Kendall的τ关联检验分析温度、降水变化与洪峰流量量变化的关联性和一致性;用Mann-Kendall法对气温、降水和洪峰流量4000 m3.s-1突发性洪水的0℃层高度进行突变检验和趋势分析.结果表明:流域气温在1995年发生突变,且对冰川湖突发洪水发生起主导作用;降水突变不明显,对冰川湖突发洪水发生只起促进作用.自1880年以来,冰川湖突发洪水发生频率增加,与流域气温变化一致.1994年以来气温呈直线上升,洪水频率也呈显著增加趋势;冰川湖突发洪水发生频率与降水变化关系不明显;突发性洪水发生与其前8 d的0℃层高度显著上升密切相关.     

马莲河流域"2003·8"暴雨洪水调查分析

2003年8月25日,马莲河流域普降暴雨,暴雨中心发生了百年一遇特大洪水,流域出口控制站出现了1956年设站以来的第二大洪水,造成了重大的洪涝灾害.通过暴雨洪水调查,分析了本次暴雨洪水特性,为研究该流域暴雨洪水灾害及防治对策提供科学依据.     

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快,使得中国西北主要是新疆地区于1987年气候发生突然变化,随着温度上升,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,内陆湖泊水位显著上升,洪水灾害也迅猛增加,同时,植被有所改善,沙尘暴日数锐减,从而改变了19世纪末期至20世纪70年代的变暖变干趋势.以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准,西北地区目前的气候变化可分为3个区域,即1)显著转型区;2)轻度转型区;3)未转型区.作者初步认为,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的,预期西北东部在21世纪上半期也会向暖湿转变,但预测有较大的不确定性.     

天山中部典型流域冰川变化及对气候的响应

利用2000年的Landsat5遥感数据、1970年和2009年的冰川编目数据, 对天山中段南坡开都河流域和北坡玛纳斯河流域的冰川变化进行了对比分析, 并结合地面气象站点数据分析了冰川对气候变化的响应及南北坡冰川变化的差异性. 研究表明: 1970-2009年间, 两流域冰川面积减少了494.33 km², 占总面积的26.8% (0.8%·a^-1); 冰川储量减少了32.73 km³, 占总储量的27.9% (0.8%·a^-1). 其中, 2000-2009年冰川面积和冰储量年退缩率(1.3%·a^-1)比1970-2000年(0.6%·a^-1)大; 冰储量减少的速率略大于面积缩小的速率, 说明冰川面积缩小的同时, 其厚度在迅速减薄. 1970-2000年和2000-2009年间, 玛纳斯河流域的冰川年均面积退缩率分别为0.5%·a^-1和1.4%·a^-1, 开都河流域的冰川年均面积退缩率为0.9%·a^-1和1.1%·a^-1, 显示出玛纳斯河流域冰川在2000年后呈加速萎缩趋势. 影响研究区冰川变化的主因是气温, 而夏季升温幅度及降水的不同是造成南北坡冰川差异性变化的重要原因.     

天山南坡台兰河流域冰川物质平衡变化及其对径流的影响

应用控制流域的径流及相关降水资料,通过模型重建了台兰河流域平均冰川物质平衡序列.结果显示,1957—2000年流域冰川平均年物质平衡为-287mm,累计冰川物质平衡-12.6m;44a来由于气温升温引起的冰川净消融相当于每年补给河流径流1.24×10⁸m³,占河流年径流量的15%.1982年以后,流域冰川物质平衡一直呈负平衡,1957—1981年平均物质平衡为-168mm·a^-1,1982—2000年平均为-445mm·a^-1.随着气候由暖干向暖湿转型,降水量增加,但冰川对气温的敏感性更大,冰川消融加快,冰川融水量持续增加.气温和降水量的变化与北大西洋涛动和北极涛动变化一致,其突变年份都在1986—1988年左右.     

天山乌鲁木齐河上游径流极值变化分析研究

以天山乌鲁木齐河上游作为研究对象, 结合乌鲁木齐河上游近50 a的实测月均径流变化资料, 对未来的月均径流进行了预测. 基于对重现水平的95%置信区间进行估计的结果表明, 乌鲁木齐河上游重现期为10 a、25 a、50 a和100 a的月均径流量极大值分别约为35.4 m³·s^-1、39.9 m³·s^-1、43.2 m³·s^-1和46.3 m³·s^-1;重现期为10 a、25 a、50 a和100 a的月均径流量极小值分别约为0.60 m³·s^-1、0.43 m³·s^-1、0.30 m³·s^-1和0.18 m³·s^-1. 在当前气候变化背景下, 乌鲁木齐河上游在2058年前后枯水期时可能发生断流现象. 该研究对乌鲁木齐河径流变化预测具有重要意义.     

珠穆朗玛峰自然保护区湖泊动态及对区域气候变化的响应

利用Landsat卫星影像,采用面向对象分类方法提取珠穆朗玛峰自然保护区湖泊信息,分析了湖泊动态及对区域气候变化的响应关系。结果表明：（1）2015年保护区湖泊总面积为489.07 km²,构造湖、河成湖、冰川湖分别占总面积的77.3%、2.6%、20.1%。（2）1975-2015年,保护区内各类湖泊面积变化速率不同,冰川湖最大（1.05 km²·a^-1）,构造湖次之（-0.85 km²·a^-1）,河成湖最稳定（0.013 km²·a^-1）;保护区南坡冰川湖面积变化速率（0.53 km²·a^-1）略大于北坡（0.52 km²·a^-1）。（3）北坡构造湖、河成湖对区域气候的响应呈阶段性变化规律,1975-2000年珠峰地区气候呈暖湿化趋势,2000年构造湖、河成湖面积达到峰值,两类总计增加22.8 km²;2000-2015年转变为显著的暖干气候,构造湖、河成湖面积均呈减少趋势,总共减少57.16 km²。随着区域气候的变暖,冰川湖总面积不断扩大,近40年间冰川湖面积累计增加43.06 km²。（4）灰色关联度分析显示,年极端低温对构造湖面积变化影响最显著,年均气温对冰川湖起主导作用,年均相对湿度对河成湖影响最大。较其他气候因子而言,降水量对各类湖泊面积变化的影响均最小。     

甘肃省2002年生态足迹的投入-产出分析

生态足迹是环境可持续发展评价的指标之一,生态足迹的投入-产出分析通过展示实际的土地资源在部门间的流动与分配,直接勾勒了部门间的联系.介绍了生态足迹投入-产出的计算方法,以甘肃省2002年生态足迹计算为例进行了实证分析.结果表明:甘肃省2002年生态足迹为8.73×10⁷hm²,接近2002年甘肃省土地总面积的2倍;流出足迹为1.28×10⁷hm²,流入足迹为2.28×10⁷hm²,流入足迹高于流出足迹近一倍;生态足迹流入占生态足迹最终需求的26%,表明甘肃发展对于进口的依赖很大.     

慕士塔格卡尔塔马克冰川水文观测与特征分析

基于2003年卡尔塔马克冰川强烈消融期连续的气象与水文观测, 对卡尔塔马克冰川消融的影响因素和融水径流特征进行了分析. 结果表明: 消融期的冰川融水流量与气温之间存在着良好的相关关系, 降水过程会导致气温降低抑制冰川消融. 卡尔塔马克冰川纯冰川融水径流模数为62.4 L·s^-1·km^-2, 冰川区融水径流深为 463.5 mm. 根据现场降水损失试验, 总损失达 26%, 校正后大本营处2003年降水量为134 mm.     

艾比湖面积变化及对生态环境影响

艾比湖在中更新世为鼎盛期,湖面积曾达3000 km²,贮水量700×10⁸m³,为良好的淡水湖.由于地壳运动和气候的暖干变化,湖面萎缩,到20世纪50年代初湖面积降至1070 km².自20世纪50年代以来,由于大规模的水土开发,灌区人口、灌溉面积和引水量大幅度增加,入湖水量急剧减少.从20世纪50年代至80年末,灌区人口增加了59.3×104人,灌区面积增加了16.43×104km²之多,净耗水量增加了8.13×10⁸m³左右.湖面积一度降至499 km²(1987年),湖水矿化度达100 g·L^-1左右.湖泊的萎缩,导致生态环境的劣变,表现为沙漠化程度加速,浮尘和沙暴天气增加,人畜受害,也导致野生动物的数量减少.20世纪80年代后,由于气候暖湿转型效应,降水和河川径流量有所增加.尤其是大力推广先进节水灌溉技术和退耕还林以及培育生态林等措施,使得入湖水量大幅度增加,特别是2001-2005年的5 a间,年均入湖水量达7.7×10⁸m³,比1989年增加了76%,湖水面积维持在800~950 km²左右.目前生态环境已有所恢复和改观,荒漠植被得到一定程度的修复,沙尘天气明显减少,已有野生动物出没其间.     

南极中山站极昼期间气象要素变化特征

利用中山站1989-2011年极昼期间的气温、气压、风、降水等高质量的地面气象观测资料, 对中山站极昼期间气象要素基本气候特征和变化趋势进行了统计与分析, 研究了极昼期间天气特征. 结果表明: 极昼期间年平均气温为-0.6 ℃, 呈缓慢下降趋势, 其变化速率为-0.2 ℃·(10a)^-1;年平均风速为5.4 m·s^-1, 变化速率为-0.5 m·s^-1·(10a)^-1;共出现降水日数459 d, 占极昼期间总日数的33.3%;年平均日照时数为763.8 h, 日照时数呈上升趋势, 变化速率为26.8 h·(10a) ^-1. 研究结果有助于了解和研究南极中山站气候概况, 对中山站度夏科学考察工作有重要的参考价值.     

Change Analysis of Three Major Antarctic Ice Shelves Based on Multi-source Remote Sensing Data

In recent years, melting and calving happen in the Antarctic ice shelves. In this paper, seven periods of coastlines were applied to provide an analysis of the ice front changes of Ross, Filchner-Ronne and Amery ice shelves with the inclusion of 1997 and 2000 Radarsat products, 2003/2004 and 2008/2009 MODIS products and 2006, 2012, 2015 coastline which were extracted from MODIS images. Change area, SCE (Shoreline Change Envelope) and NSM (Net Shoreline Movement) were applied to analyze the variation of the ice shelf front. The results shows that, the ice front of Amery ice shelf has advanced since 1997 and the total outward extension distance of the ice front was about 20 to 25 km while the advance area reached 3.03×10³ km². Ross ice shelf and Filchner-Ronne ice shelf continued to advance after ice calving events under the driver action of glacier. However, the advance area was less than the retreat area and the net change area is respectively -9.39×10³ km² and -5.86×10³ km². The retreat distance of the collapse area were up to 53 km and 39 km in the two biggest ice shelves.