美国密歇根州洪水溃坝灾害机制分析及对我国灾害风险防范的启示

大坝作为水利水电工程设施发挥效用的同时,其安全性对上下游及周边区域生产生活至关重要。除去恐怖袭击等人为破坏因素,大坝面临气象灾害、地震地质灾害等各类灾害风险。 “七下八上”历来是我国南北方主汛期,防御强降雨及其引发的滑坡、泥石流、堰塞湖等次生灾害,对大坝构成的单一、复合、链式灾害风险,是当前刻不容缓的任务。美国洪水大坝应急管理体系建立较早,此次密歇根州洪水溃坝事件发生在美国疫情严峻时期,暴露出诸多问题值得整理与研究,并对当前疫情常态化下我国大坝抵御综合性灾害风险具有良好的启示意义。      

洪泽湖历史洪水分析(1736─1992年)

根据1736－1911年文献记载的洪泽湖年最高水位及1914－1992年湖区水文测站的水位、流量资料，进行了长、短序列的入湖洪峰流量及不同时段洪量的频率分析，进而推求出不同重视期的设计入湖洪量和洪水年份相当的重现期，并分析洪水的灾害特征，结果表明：1）洪泽湖历史上洪水发生频繁，1786、1851、1906年均发生过特大洪水，高堰志桩分别至163、23．4、16．1尺。2）1953年建库后，湖水位上升。年最高水位历年平均值较建库前升高了1．22m；多年平均水位升高了1．72m。3）1916－1992年淮河蚌埠站年入湖洪峰流量、最大3日洪量、最大30日洪量和年平均流量频率分析显示。1954年分别相当于20、20、45．5和30．3年一遇洪水。1991年分别相当于7．1、7．1、10和14．7年一遇洪水。1991年洪水总体上小于1954年，但灾情超过1954年．表明湖区受灾程度有加剧趋势。     

长白山天池火山溃湖洪水最大流量的初步估算及影响分析

长白山天池火山是目前最具潜在喷发危险的活火山。依据长白山天池火山的最新监测研究成果,结合地形地貌、水文流域特点及天池火山历史喷发类型,重点分析了长白山天池火山未来喷发时发生溃湖洪水的危险性。利用相关的水动力学公式,建立了溃口规模和洪水湿周、流量和流速的内在关系。详细分析溃湖洪峰在下游二道白河镇、白山水电站、红石水电站等关键位置的最大流量及流速。结果表明,若天池火山湖水溃泄一半即10亿m3时,距火山口50km处的二道白河镇瞬时洪水流速达84 904m3/s,该镇将全部被淹没。下游的白山水库、丰满水库将分别受到流量23 560m3/s和1 505m3/s洪水的冲击,水库安全受到严重威胁。     

煤岩摩擦电荷感应规律分析

利用自主研制的电荷感应仪,建立煤岩体摩擦电荷感应试验系统.研究了煤、花岗岩、砂岩在摩擦条件下的电荷感应规律.试验结果表明:煤岩体摩擦均能快速产生电荷感应信号,且电荷信号幅值在一定的范围内,花岗岩摩擦产生电荷信号大于煤摩擦产生电荷信号,砂岩摩擦产生电荷信号最小.煤岩体摩擦产生的电荷感应信号小于单轴压缩条件下的电荷感应信号,说明煤岩体摩擦起电只是煤岩体电荷感应信号中具有重要作用的一部分,这对研究煤岩体电荷感应机理有一定的作用.     

典型土层场地随机地震反应规律分析

针对硬、中、软3种土层场地,选取历史上实测到的Ⅰ类和Ⅱ类场地的地震动记录各100条,分别调整地震动记录加速度峰值至0.1g、0.2g和0.3g,并采用一维等效线性化方法开展了场地随机地震反应研究,系统分析了地震动峰值加速度、速度和位移反应的变异性规律。主要结论为,位移和速度峰值的变异性随场地土变软而增大;位移和速度峰值变异性较加速度峰值的变异性更为突出;利用50条左右的地震动记录即可获得场地地震反应均值和标准差较为稳定的结果。     

地铁运行引起的地面振动实测及传播规律分析

对地铁线路某区间段的地面振动进行实测,采集不同测线和不同测点处的水平方向、竖直方向加速度,并转化为傅里叶幅值谱对其进行衰减规律分析。利用公式将加速度记录换算为振级和分频振级,参照相关的国家标准分析不同距离处的振级和频率成分。对比同一加速度记录中的两对开方向列车引起的地面振动,进一步分析振动衰减的规律。所得到的结果可供地面建筑的隔振减振及城市轨道的规划和设计参考。     

源谱为单众数的电磁脉冲在传播过程中谱心频率的漂移规律

本文依据一定的理论分析并结合对实验数据进行拟合的方法,给出了源谱为单众数的这类特定的远区天电脉冲波沿地—电离层波导传播时,其频谱分布中心对应的频率所具有的漂移规律,并对该规律的可能应用给予了初步探讨。     

源谱为单众数的电磁脉冲在传播过程中谱心频率的漂移规律

<正> 本文依据一定的理论分析并结合对实验数据进行拟合的方法,给出了源谱为单众数的这类特定的远区天电脉冲波沿地-电离层波导传播时,其频谱分布中心对应的频率所具有的漂移规律,并对该规律的可能应用给予了初步探讨。     

东营黄河刚构-连续梁桥长期监测的温度分布规律分析

刚构桥温度应力引起结构附加应力,并改变结构动力特性,因此分析桥梁内部温度分布成为评估桥梁应力状态的前提。本文利用一定数量的光纤光栅温度传感器监测结果分析桥梁结构温度分布,描绘了温度传感器实测波长处理流程,分析某大跨刚构-连续混凝土箱型梁桥的温度分布规律,发现桥梁截面横向温度分布差别较大,日照辐射对其有较大影响,该结果为类似桥型温度场分析提供了重要参考。     

20世纪90年代鄱阳湖洪水特征的分析

20世纪90年代,鄱阳湖平均水位超过近50年来的任何10年,年最高水位出现近100年来的最大值,灾害性洪水年年都有,大洪水接二连三;洪水位明显偏高,大洪水显著偏多,是有水文资料记载以来典型的丰水时期;本文从水文,统计角度分析这10年里的洪水特征,探讨高水位形成的原因。     

鄱阳湖近600年洪水规律的分析

根据鄱阳湖区地方志等史料提供的信息,确定了鄱阳湖历史上无实测资料时期的洪水年份,统计分析了不同时期洪水出现次数和变化特征,揭示了鄱阳湖近600年来洪水出现的规律。     

1993年太湖流域的洪涝灾害及水利工程的作用

1993年汛期太湖最高水位高居建国以来的第3位,仅次于1991年和1954年,达到4.51m(平均水位,下同),局部地区发生了洪涝灾害。本文对1993年太湖流域汛期的雨情和水情做了论述,并对1993、1991、1954年三个典型大水年的降雨和洪水特征作了比较。同时,还对洪涝灾害和水利工程的作用进行分析。太湖流域的雨季一般为5—7月,但是1993年汛期的降雨在时间上的分布有些异常。降雨集中在8月,而河道最高水位则出现在8月下旬。降雨的空间分布有以下3个特征:(1)上游地区的降雨集中在浙西山区;(2)太湖湖区的降雨量很大;(3)下游地区的降雨集中在淀泖和杭嘉湖地区。淀泖和杭嘉湖地区一些水位站的实测河道水位,比发生大洪水的1991年还要高。发生洪涝灾害的原因可归纳为,上游地区洪水来量大,当地的降雨强度高,以及下游河道排水不畅通。为了改进防汛调度和完善治理规划,需要对不同典型洪水年份的降雨和洪水模式做进一步研究。     

鄱阳湖水利枢纽工程施工和运行对湖区及尾闾洪水动力的影响

鄱阳湖是长江水系中的两大通江湖泊之一,在调节长江水位、涵养水源、改善当地气候和维护周围地区生态平衡等方面都起着巨大的作用。鄱阳湖水利枢纽的修建可能导致湖泊水文情势和水动力的变化。本文基于MIKE 21构建鄱阳湖二维水动力模型,选取1954年和1998年特大洪水年以及1991年长江倒灌年作为运行期的典型年,选取1995年作为施工期典型年,按照规划中的鄱阳湖水利枢纽工程施工及运行调度方案,计算水利枢纽修建前后鄱阳湖水位和流量的变化,定量分析枢纽工程对长江干流、鄱阳湖湖区及尾闾附近洪水动力的影响。结果表明:不同典型年鄱阳湖水利枢纽对长江干流、湖区及尾闾的洪水动力影响相似,其中洪水期、倒灌期及施工期一期对长江防洪、湖区及尾闾附近的影响较小,施工期二期湖区水位壅高幅度最高达0.237 m,对鄱阳湖湖区及尾闾附近防洪有一定影响;枢纽工程对星子、都昌、康山等湖区水文站水位影响幅度较为接近,且越靠近尾闾,影响越小。整体而言,鄱阳湖水利枢纽的修建会导致洪水年鄱阳湖湖区水位壅高,倒灌期湖区水位降低,湖区流速降低,但变化幅度均较小,故枢纽工程施工期和运行期对汛期行洪影响不大。     

基于遥感的鄱阳湖湖区蒸散特征及环境要素影响

蒸散是湖泊湿地生态系统水循环的重要组成部分,研究湖区地表蒸散量的时空变化对了解鄱阳湖湖区水量平衡关系具有重要意义.本研究基于MODIS数据,应用地面温度-植被指数三角关系法反演2000-2009年鄱阳湖湖区的实际蒸散量,分析湖区蒸散的时空分布特征及主要气象因子对流域蒸散的影响.结果表明:2000-2009年鄱阳湖湖区年蒸散量在685~921 mm之间,平均年蒸散量为797 mm,最大蒸散量出现在2004年.2000-2009年多年平均水体蒸发量为1107 mm,高于湖区植被蒸散量(774 mm).湖区汇水区域中蒸散量占降水的平均比例为55%,是水量平衡的主要支出项,径流系数约为0.45.湖区蒸散主要受辐射和气温的影响,月蒸散量与气温呈显著的指数相关,2007年蒸散量对温度的关系最为敏感.降水量距平与蒸散量距平的关系除2007年呈显著负相关外,其他年份相关性不显著.鄱阳湖湿地蒸散与湖泊水域面积总体呈正相关,但在水文干旱严重的2006年,当水域面积<30%时,蒸散速率随水域面积增加而减小.     

鄱阳湖浮游植物时空变化特征及其对极端洪枯事件的响应

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖泊,其水生态健康状态始终是人们关注的热点。近些年,鄱阳湖极端洪旱灾害频发,浮游植物生长受极端洪旱的影响发生了明显变化。为分析浮游植物时空变化特征、探究环境因子对鄱阳湖浮游植物影响机制以及极端洪枯事件对浮游植物的影响,利用结构方程模型(SEM)构建浮游植物与环境因子的影响路径模型,定量分析环境因子对浮游植物的影响程度。结果表明,鄱阳湖浮游植物以蓝藻、绿藻为主且有明显的季节特征,在7月丰水期浮游植物密度达到最高;由结构方程模型(SEM)可知,影响浮游植物密度最关键的因子为物理因子(水温>pH>透明度>溶解氧),其次为营养物质(总氮>硝态氮>总磷>磷酸盐),浮游植物对高温、高营养和高pH较偏好。2020年极端洪水和2022年极端高温干旱,浮游植物密度主要受水温、溶解氧、透明度等物理因子的影响;在影响较小的营养物质中,主要的限制性因素分别为磷和氮。与正常年份相比,极端洪水年鄱阳湖受入湖来水及降雨的增多,湖区水量急剧增加,“稀释”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的促进作用造成浮游植物密度和生物量有所下降;在营养物质中,磷成为主要限制性因素。而极端高温干旱年受入湖来水的减少及湖水的快速蒸发,“浓缩”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的抑制作用造成浮游植物密度和生物量显著增加,同时,营养物质对浮游植物的作用更加凸显。研究结果表明极端洪枯事件导致鄱阳湖浮游植物变化明显,确定其对浮游植物的影响机制,可以为极端洪枯事件下浮游植物监测、管理提供一定的理论基础。     

鄱阳湖区间洪水计算方法

在实施一个大型国际合作项目（ＢＩＴＥＸ　’９３）期间,作者在琵琶湖进行了一个大规模的内波野外观测．９台垂直系留的湖流观测及其旋转谱分析的结果表明：除了众所周知的开尔文波以外,在表层有风的日变化造成的周期为２４ｈ的顺时针旋转的强迫振荡,在温跃层,Ｐｏｉｎｃａｒｅ波的第一调式（ｍｏｄｅ）占主导地位．Ｐｏｉｎｃａｒｅ波使温跃层附近的湖流以周期１６－１８ｈ顺时针旋转,在底层,周期为１１ｈ的不旋转的重力波非     

鄱阳湖越冬水鸟栖息地评价

参照国际重要鸟区的评定标准,建立基于种群数量综合因子、物种多样性因子、保护物种综合因子的水鸟栖息地重要性评价因子集,采用模糊综合法评估鄱阳湖62个子湖泊作为越冬水鸟栖息地的重要性.结果表明:(1)鄱阳湖的水鸟栖息地总体处于比较重要的水平,子湖泊之间栖息地的重要性呈现出明显的空间差异,自然保护区内高于保护区外;(2)不同子湖泊间栖息地重要性的变化趋势不同,53.23%的子湖泊栖息地重要性上升,46.77%的子湖泊栖息地重要性下降,自然保护区内重要性下降的子湖泊比重低于自然保护区外.因此,当前保护区对栖息地的保护和管理是有效的,但省级以下保护区内的一些子湖泊的重要性存在下降的趋势,当前仍存在部分保护空缺.本研究为水鸟栖息地的保护与管理提供了科学支撑.     

鄱阳湖退田还湖及其对洪水的影响

在详细分析鄱阳湖退田还湖现状基础上,建立了鄱阳湖退田还湖洪水位效应计算模型,估计退田还湖对典型年洪水位的效应.并对退田还湖对年最高水位频率的影响进行了预测.最后,探讨了退田还湖圩区适宜管理模式和退田还湖对湖泊环境的影响.     

鄱阳湖湖泊气候及其围垦后的变化

对鄱阳湖地区30多年的气候资料分析比较得出,鄱阳湖围垦后,年平均气温垦区上升0.11℃,湖区上升0．09℃,年平均最高气温垦区上升0．57℃,湖区上升0．07℃,口最高气温≥35℃的天数垦区年增加10天,湖区年增加4天,年平均最低气温垦区下降0．26℃,湖区上升0．06℃,水汽压和相对湿度,垦区减少0.05hpa和1％,湖区减少0.1hPa和1％,降水量垦区减少95mm,湖区变化不明显,因而,湖区有向干旱陆相盆地气候发展的趋势。