北京地区城市暴雨积涝灾害风险预评估

该文提出自下而上的城市暴雨积涝灾害风险定量评估方法,即在三级评估指标体系下,由下级指标综合核算上级指标系数。在第2级指标计算中,风险区划的危险性指数由历史降水量资料推算得出,风险预警则用实况及预报降水量来计算致灾因子危险性指数;暴雨敏感性指数综合叠加地形、不透水地表因子及河网密度得出;暴雨积涝的风险暴露因子侧重地均人口密度、地均GDP及重点防汛指标等因子,着重于城市地区人口、经济、防汛重点目标的暴露程度。然后在危险性、敏感性及暴露性指数的基础上叠加得出积涝风险指数。通过对比发现,得到的风险区划结果与2004—2008年北京地区暴雨积涝的历史灾情基本吻合。最后,选用北京2011年“6.23”暴雨作风险预警的实例应用检验及分析,结果表明:采用自下而上的快速风险评估结果与积涝的实际发生情况较为接近,无论是风险变化趋势还是风险区域分布情况均与当天的积涝发生情况基本吻合。即该方法能较为准确、快捷地圈定城市地区各级风险区域,能较好地满足风险评估、区划及风险预警的要求。     

基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究

以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用.水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程.此演算方法具回...     

城市暴雨积涝数值模拟技术方法

洪涝灾害是中国最常见、影响最严重的自然灾害之一。在当前城市内涝模拟研究中,通常是对降雨过程中积涝最严重状态进行模拟,缺乏面向整个降雨过程的积涝动态过程模拟技术方法。本研究综合运用SWMM模型和GIS技术,通过对研究区的汇水区划分和排水管网概化建模,建立了研究区的SWMM模型,基于SWMM模型对降雨过程中汇水区积水量进行计算,利用地表积水有源扩散算法进行地表积水演进行计算,实现降雨过程中地表积水空间分布和积水风险深度模拟计算。以研究区2016年6月18日的降水过程进行积涝模拟及模拟误差分析,结果表明该技术方法具有良好的模拟效果。     

暴雨时面深公式在城市积涝预报预警中的应用

城市积涝预报预警所关心的是一场雨中不同雨强所持续的时间和不同面积上所降的雨量,在日常的气象要素预报中还不能满足积涝预报预警的需要,而暴雨时面深公式是从熵原理得出的雨量时程方程及暴雨面积与雨量的关系式,该公式在积涝预报预警中的应用,能把日常的预报量转化为城市积涝预报预警中的预报量,有效地提高了积涝预报预警能力和效率。     

武汉市城市积涝预警系统及其仿真模拟效果

在建立武汉市城市排水管网地理信息系统的基础上,以城市地表与明渠、河道的水流运动为主要模拟对象,以二维非恒定流基本方程和无结构不规则网格划分技术为骨架,设计了适合武汉市的城市积涝仿真模型,并结合精细化降水预报业务和积水显示后处理系统,建立了武汉市城市积涝预警系统。另外,利用该系统对2008年5月27—28日武汉市特大暴雨引发的积涝进行预报预警,取得较好效果,其中最大积水落区预报成功率达70%以上,模拟的积水深度误差主要分布在20cm以内。     

河北省廊坊市城市积涝动态预报预警系统研制

结合廊坊城区地形地貌、市政工程、排水设施现状等,应用二维非恒定流基本方程和一维明渠非恒定流方程算法,构建城市积涝模型,结合区域自动站雨量实时监测数据、数值预报和预报员主观精细化降水预报,建立廊坊城市积涝动态预报预警系统,可实时估算、预报城市积水深度、积水时间等,预报并进行了业务试运行。系统以2012年7月21日廊坊市特大暴雨引起的城市积涝过程为例对系统进行了验证,结果表明：预报积水深度与实际积水情况比较接近,预报结果对城市防洪减灾有指导意义。     

柳州市积涝过程模拟及灾害风险评估

利用柳州市暴雨积涝灾害仿真模型,对不同类型降水过程造成的积涝灾害进行了数值模拟,并对柳州市积涝灾害风险进行了初步的量化评估。结果表明:大暴雨以下降水,积涝灾害风险以Ⅰ级和Ⅱ级为主,降水量级达大暴雨以上时,出现Ⅲ级的积涝灾害达25%以上,当降水量R>150mm时,Ⅲ级达37%。积水深度实测值与模拟值绝对误差主要分布在20cm以内,大暴雨以下降水,误差值主要分布在10cm以内,随着降水强度增加,绝对误差值也随之增大。每年第一场暴雨造成的积涝灾害往往比模拟结果严重,而久晴转暴雨过程则相反。此模型对拓展城市灾害预报服务领域,开展城市暴雨积涝灾害风险量化评估具有一定的参考作用。     

土地利用变化对城市积涝的影响研究——以南京市浦口区为例

我国城市化发展加快,更容易产生城市内涝灾害,城市内涝已经成为必须面对和解决的"城市病"。本研究选取快速城镇化过程中的南京市郊区——浦口区,利用遥感技术解译1981—2010年中7个时期的土地利用变化的情况,并且选取2014年9月28日降水过程,使用SCS产流模型与平面二维非恒定流胜维南方程模拟不同时期土地利用情景下浦口区的积水情况,定量分析土地利用变化对城市内涝的影响。结果表明,随着城市化的发展,耕地的减少,居住用地和交通用地等硬化地迅速增加,积水面积呈增大的趋势,即:城市化加大了城市积涝的风险。     

基于GIS的辽宁地区积涝预报方法研究

根据辽宁多年平均降水量和径流量资料,应用距离权重反比插值法实现了降水的空间扩展;以扩展后的降水资料为基础,利用SCS水文模型建立了辽宁积涝预警系统,并在2005年8月一次强降水过程中进行了应用。结果表明:积涝预警系统能很好地模拟由于强降水而造成的积涝情况,模拟的积水范围和深度与实况基本吻合。     

基于信息扩散技术的暴雨内涝风险评估模型

针对河北省邯郸市区的道路暴雨内涝风险问题,开展了基于二维信息扩散技术及灾害风险评估理论的模型研究工作,联合气象部门、市政排水部门、社会公众等不同行业群体,收集邯郸市易涝点分布、降雨强度、积水深度、危险源及承灾体等基础数据,建立了针对易涝点的"雨强-水深-风险情景"评估模型,实现基于降雨强度估计易涝点积水深度,进而结合承灾体状况给出相应的风险情景。研究表明,本文提出的二维信息扩散道路暴雨内涝风险评估模型,对估计平原地区道路积水风险情景具有一定的实用价值。     

潍坊市暴雨洪涝灾害风险区划

利用潍坊市气象数据以及统计年鉴资料、基础地理信息数据、土地利用类型数据和历史灾情数据,基于暴雨洪涝灾害风险评估模型,结合GIS技术,对潍坊市暴雨洪涝灾害进行风险评估,并绘制出潍坊市暴雨洪涝灾害风险区划图.结果表明：诸城市中北部、高密市的西南部及安丘的东南部属于高风险区,安丘的东北部、昌邑的南部属于较高风险区,昌乐的大部分、青州的东部、临朐的东北部、安丘的西部属于中风险区,青州西南部、临朐西南部、寿光东北部、昌邑东北部属于低风险区.评价结果与潍坊市的实际情况基本吻合.     

淹涝胁迫对寒地水稻生长和产量的影响研究

2018年在黑龙江省庆安县选用寒地水稻龙粳31品种进行淹水试验,在拔节孕穗期、抽穗开花期,分别设定3个淹水深度（1/3株高、2/3株高、3/3株高）、2个淹水历时（3 d、7 d）共12个淹水处理,测定淹水前后的株高、叶面积、干物质及收获后的每穗粒数、结实率、千粒重及产量等。结果表明：水稻淹水后,株高、叶面积指数、干物质平均增长量基本高于同时期对照组,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有促进作用,拔节孕穗期各项与对照组相比的增长程度均低于抽穗开花期;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,拔节孕穗期全淹没7 d减产最严重,穗结实粒数仅55粒,千粒重16.9 g,远低于对照,减产率高达70%,抽穗开花期全淹没7 d减产也较严重,穗结实粒数为71粒,千粒重略低,但单位面积有效穗数最少,为2.83×106穗,减产率达57%;淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的平均减产率依次为16%、18%、48%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为21%、33%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫条件下,拔节孕穗期水稻产量的下降幅度大于抽穗开花期,导致两个发育期减产的主要产量构成因素分别为穗结实粒数、单位面积有效穗数。     

短时强降水对剑河县城市内涝风险影响分析

城市内涝的发生与气象条件紧密相关,强降水是致灾的关键因素。通过分析把握剑河县城降雨变化趋势,结合城区的易涝点及历史积水资料,得到内涝灾害风险的分布特征及演变规律,进一步开展气象条件致灾关键环节分析,有助于剑河县内涝灾害气象决策服务更加精细化,为加强城市灾害的应急处置和应对防范能力体系建设提供气象支撑。通过对剑河县国家气象观测站2007～2021年降水数据进行分析,剑河县城降水主要集中在4～9月,占全年降水的74.5％,该时段也是剑河县城短时强降水、大雨、暴雨的集中高发期,4～9月大雨以上量级降水出现日数呈增多趋势,近15a来1h最大降水量呈逐年波动增加趋势,且主要发生在4～9月。结合DEM数字高程数据得到的易积水路段点及历史积水内涝资料分析,当短时强降水发生时,县城易积水路段会出现不同程度的积水,当小时雨强达到20mm且未来降水持续时,有积水达到10~20cm的风险,对行人过往造成影响,需加强监测并提示相关部门注意易积水路段可能出现积水风险;小时雨强超过30mm时,有积水超过20cm的风险,对车辆及低洼路段建筑影响较大,需及时联系相关部门建议在易积水路段采取相应排水措施,避免出现积水内涝情况影响居民工作生活,同时开展公众服务建议居民注意出行安全;小时雨强超过50mm时,将出现30cm以上积水,对过往车辆及低洼段建筑影响很大,行驶车辆应当就近到安全区域暂避,避免将车辆停放在低洼易涝等危险区域,如遇严重水浸等危险情况应当立即弃车逃生。相关应急处置部门和抢险单位应当严密监视灾情,做好内涝可能引发的其他灾害应急抢险救灾工作。     

基于SWMM模拟上海市区排水及地面淹水过程

利用基于GIS的二维水动力暴雨淹没模型,在考虑排水管网抽排的基础上,模拟了武汉城区短历时6个重现期暴雨内涝过程,基于MapGIS绘制了重现期暴雨内涝图,分析了内涝特征,并用近年实际暴雨内涝点对模拟内涝区进行了验证,结果表明模拟效果较好。在此基础上,对业务中常用短时预报暴雨量进行了内涝模拟。结果可用于武汉城区暴雨内涝高风险区(点)预警、内涝灾害评估及防治。技术方法可推广到其他城市应用。

     

城市内涝的成因及其对策

以合肥市为例,设计了4个内涝风险等级,并运用“FloodArea”模型确定了两种排水条件下典型易涝点致灾阈值,开展城市内涝动态淹没模拟,评估不同风险下承灾体的可能损失。结果表明：岳西新村各等级致灾阈值为4级56.9 mm·h^-1,3级65.9 mm·h^-1,2级100.8 mm·h^-1,1级162.3 mm·h^-1。在4个内涝风险等级下,岳西新村内涝积水主要集中在社区东北部低洼区,且随降水强度的增大,社区内积水面积和住宅财产损失率也相应增加。长江东街下穿桥致灾阈值为4级49.0 mm·h^-1,3级53.0 mm·h^-1,2级78.0 mm·h^-1,1级108.0 mm·h^-1,当出现2级以上内涝风险时,长江东大街下穿桥路面积水将对过往车辆造成重大损失。

     

Study on horizontal relative diffusion in the troposphere and lower stratosphere

The behaviour of relative diffusion theory and Gifford’s random-force theory for long-range atmospheric diffusion is examined. When a puff scale is smaller than the Lagrangian length scale, 2KTL, an accelerative relative diffusion region exists, i.e., σy∝t3/2. While the puff diffusion enters a two-dimensional turbulence region, in which the diffusion scale is larger than 500 km, or time scale is larger than 1 day, divergence and convergence are main cause of horizontal diffusion. Between the two above-mentioned regimes, diffusion deviation is given byσy=2KTL. The large-scale horizontal relative diffusion parameters were obtained by analyzing the data of radioactive cloud width collected in air nuclear tests.     

Experimental study of the transfer velocity for urban surfaces with a water evaporation method

A major problem in urban climate modelling is determining how the heat fluxes from various canyon surfaces are affected by canyon flow. To address this problem, we developed a water evaporation method involving filter paper to study the distribution of the convective transfer velocity in urban street canyons. In this method, filter paper is pasted onto a building model and the evaporation rate from the paper is measured with an electric balance. The method was tested on 2D (two-dimensional) street canyon models and 3D model arrangements. Moreover, in this technique, it is easy to restrict the flux within an arbitrary surface in question. That is, the evaporation distribution on a surface can be studied by using several small pieces of filter paper. In the 2D case, the wall transfer velocity was strongly dependent on the canyon aspect ratio for perpendicular wind directions and it varied widely with height within both windward and leeward wall surfaces. For 3D cubic arrays, the relation to canyon aspect ratio was largely different from that of the 2D canyon. And, as a case study, the variation of wind direction was investigated for a city-like setting. The area-averaged transfer velocity was insensitive to wind direction but its local deviation was significant. Finally, we measured the transfer velocity for a clustered block array surrounded by relatively wide streets. The effect of spatial heterogeneity on the transfer velocity was significant. Moreover, for a fixed total building volume, the transfer velocity was considerably larger when the building height varied than when it was uniform. Therefore, the water evaporation method with filter paper is expected to be useful for studying the transfer velocity and ventilation rates in urban areas with various canyon shapes.     

基于信息扩散理论的四川盆地农业旱灾风险评估

采用四川盆地农业旱灾灾情资料数据,基于信息扩散理论,研究了不同风险水平下的农业旱灾发生的概率及其分布,并对四川盆地的农业旱灾风险进行区划。结果表明:正态信息扩散方法可以较好地拟合农业旱灾受灾率的风险分布。与20世纪末相比,21世纪初四川盆地的眉山、重庆等地区发生受灾率xi≥10%和xi≥40%的农业旱灾风险增加。以受灾率xi≥5%和xi≥40%的超越概率作为农业旱灾风险区划阈值,四川盆地农业旱灾风险表现出区域性差异,农业干旱灾害高风险区位于巴中、中江、泸县等地区;西部地区发生农业干旱灾害的风险较小,与该地区丰富的降水量以及平原地形有关。该风险区划结果较为合理,可为当地政府防范农业旱灾提供决策依据。     

南亚高压对亚洲季风区夏季对流层上层水汽异常分布的动力效应

正确认识对流层上层水汽以及其他大气痕量成分的分布和形成机理对于正确认识全球气候变化具有重要的意义.已有的研究说明亚洲季风区为全球的一个特殊的区域.基于最新的卫星微波临边探测仪(EOS-MLS)资料,首先定性地分析了亚洲季风区对流层上层水汽分布异常特征,然后,利用2005年夏季NCEP/NCAR的GFS资料和大气拉格朗日...