1939年海河流域洪涝灾害的气象—水文—灾害过程浅析*

1939年为海河流域20世纪特大洪涝灾害年之一。根据历史文献记载及观测资料,从降水过程、洪水过程及受灾情况等方面对1939年海河流域洪涝灾害过程作了梳理,得出以下结论: (1)1939年的洪涝灾害是7—8月份3次大范围集中暴雨导致的,集中降水出现于7月9—15日、7月23—29日和8月11—13日。3次暴雨中心均集中在昌平—紫荆关—中唐梅一带,其7、8两个月份总降雨量最高达到1000 mm以上,向东向西逐渐减小。(2)1939年海河流域诸河径流随着7—8月份集中降雨而出现涨落变化,稍滞后于降水变化1~2天,各河流最大流量和水位出现在7月23—29日集中降水后,并开始涨溢、决口,各河水位至8月底各河上游降雨中止而渐渐回落,9月中旬天津市区各河水位骤落,10月份以后洪水才迟缓退去,而洪水泛滥引发的涝灾一直延续到1940年。(3)1939年洪涝灾害在海河南系和北系都有发生,共造成150多个县市受灾,大部分受灾县市农业减产甚至绝收,被灾耕地面积成数超过8成的县市主要分布在大清河下游沿线、永定河下游沿线和南运河下游沿线靠近天津市的地区。     

海河流域极端暴雨特征及其天气成因

利用海河流域实测和调查年最大点暴雨、实测大面积暴雨和气象等资料,分析了年极端点暴雨的季节变化、特征和地区分布、大面积暴雨特征以及形成极端暴雨的天气成因,揭示了极端暴雨发生的基本规律。结果表明,流域暴雨9成以上集中在7~8月,极端暴雨7成高度集中在7月下旬到8月上旬;极端暴雨集中分布在太行山~燕山山脉的迎风山区;短历时小面积极端暴雨则分布在高原区;极端暴雨的年际变率迎风山区最大,平原和高原区较小;流域性极端暴雨高空环流多为经向型,通过中纬度西风槽、副热带高压或台风等天气系统以及迎风山区地形抬升作用共同造成。     

海河流域地下水生态水位研究

针对海河流域的生态环境问题,提出海河流域地下水生态水位的概念。本文就山前平原区、中部平原区和东部滨海平原区地下水的不同特点,开发和利用现状的不同,分别提出了海河流域各地区深层和浅层的地下水生态水位,并根据海河流域地下水位现状,提出保持或恢复地下水生态水位的措施。     

海河流域平原浅层地下水消耗与可持续利用

通过对海河流域平原区地下水储量消耗过程、空间分布及机理研究,揭示了区内地下水系统与相邻层圈之间水分通量因人为活动影响而发生剧变的规律,并在现状开采与补给条件下警告性预测了地下水资源可持续利用前景.     

山东省海河流域洪涝灾害成因及对策分析——以聊城市"2010.8.9"暴雨为例分析

2010年,山东省海河流域连续发生的四次强降雨,其中8月份,济南、聊城、滨州、德州月平均降雨量分别比历年同期偏多187%、160%、143%、125%.特别是8月8日至11日,聊城市茌平县乐平铺单站降雨量341mm,为1963年有降水资料记录以来最大值,相当于五百年一遇;聊城市东阿、茌平、高唐、东昌府区等4县区最大三日...     

1961年以来海河流域干旱时空变化特征分析

以干旱易发区海河流域为例,利用流域内及其周边地区58个气象站点1961-2010年逐日气象观测数据,结合累积相对湿润度指数和模糊集对评价法,考虑了干旱的累积效应以及评价标准等级边界的模糊性和评价因子的时程分配,分析了海河流域干旱时空变化特征。结果表明:①近50年来流域主要干旱类型为中旱和重旱,平均面积分别约为7.30万km2和7.78万km2,重旱面积呈现出显著的增加趋势;②近25年来,重旱易发区范围表现出扩张的态势,1985-2010年重旱易发区面积达到14.9万km2,为1961-1985年的1.6倍。     

海河流域近50年水文要素变化分析

海河流域水文要素的变化受气候变化和人类活动的共同影响.采用Mann-Kendall检验方法和滑动t检验方法对海河流域近50年水文要素的变化趋势及变异年份进行了分析和讨论.结果表明海河流域整体呈现暖干气候倾向.气温存在显著升高趋势,蒸发皿蒸发量平原区大多存在显著下降趋势,降水量全流域整体呈现不显著减少趋势.气温增温变点大致出现在1988～1992年左右.蒸发皿蒸发量和降水量变化趋势为先减少后增加.减少变点一般出现在70年代末80年代初,增加变点分别出现在1992年左右和1987～1989年左右.经济发展和城市化进程较早的北京气温和蒸发皿蒸发量的变点较为提前.     

山东省海河流域水资源优化配置对策探讨

本文论述了山东省海河流域水资源开发利用的现状及存在的问题,并对流域水资源优化配置提出了初步的措施及建议.     

海河流域生态环境承载能力计算

利用多目标多阶段互动优化模型计算了海河流域生态环境承载力,确定了海河流域在南水北调、经济常规发展、生态环境逐步改善情况下的承载能力过程变化,结果表明:①海河流域现状处于严重的生态环境不可承载状态;②到2033年海河流域生态环境恢复到生态环境社会经济复合系统的良好状态;③海河流域生态环境临界可承载年2033年,可承载人口为15 730万,比自然预测人口15 100万多630万,工业、农业、生态及生活用水量占总用水量的比例将分别是28%、43%、18%、11%。     

浅论长江中游洪灾高危险性

通过对长江洪水的致灾性、河道边界条件及其孕灾性、承载体易损性的分析,论述了长江中游为我国洪灾高危险区的必然性。分析了人类对河流的治理,使河道稳定性增加,减少了洪灾的风险,但是长江中游的局部河段却发生洪水位增高的趋势,又增加了洪灾风险,该区域高危险的基本特性犹存。研究了三峡运行后,长江中下游出现新的防洪形势:一方面三峡水库巨大的防洪库容拦蓄洪水,大大减少了中下游的洪灾,另一方面因河道的强冲刷,使河势变化剧烈、横向摆动增强,局部河段岸壁失稳,又增加防洪压力。同时因总体水面比降趋平,洪灾风险有向下游转移的趋势。未来长江中游仍为洪灾高危险区,仍应给予高度重视。     

海河流域洪水资源利用评价研究

为给流域洪水资源利用合理性评价提供基本的阈值标准,有效协调洪水资源利用与河流生态环境保护和流域防洪安全的关系,建立了流域洪水资源利用评价的基本框架.指出洪水资源利用评价应解决洪水资源量计算、洪水资源利用水平分析、洪水资源可利用量评价和洪水资源利用潜力评估四个基本问题.在对洪水资源利用量、洪水资源可利用量、洪水资源利用潜力等基本概念进行系统阐述的基础上,建立了流域洪水资源利用的评价方法.根据所建立的基本概念和评估方法,对1980～2006年海河流域及4个二级区的洪水资源利用状况及合理性进行了全面评价.结果表明,1980～2006年海河流域平均年洪水资源可利用量和利用潜力分别为62.8亿m~3和5.35亿m~3.海河流域洪水资源利用总体而言处于比较不合理的状态,洪水资源利用量频繁超过洪水资源可利用量,洪水资源利用潜力不大.多数年份洪水资源利用量超过了河道内必要需水量允许的限度,少数丰水年份超过了流域洪水资源调控利用能力的范围.今后,海河流域洪水资源利用合理性的提高,需要逐步调整目前洪水资源利用主要集中于山区的空间格局,提高平原区洪水资源调控利用能力,有效保障洪水期河道内必要需水量.     

海河口浮游植物生态学特征

研究了2014年5月和8月海河口9个站点的浮游植物物种及其群落特征。通过调查发现海河口有浮游植物48种,隶属于7门21科33属,以硅藻门、蓝藻门和绿藻门为主,总占比75.83%,优势种为鱼害微囊藻和中肋骨条藻。各断面浮游植物的平均密度为1 654.21×104cells/L,其中采样断面3号点位在8月份密度最高。生物量平均值5月份为1.235mg/L,8月份略高为1.262mg/L。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)平均值为0.97,Margalef丰富度指数(D)平均为2.24,Pielou均匀度指数(J)平均为0.25。研究结果表明,海河口水体处于中污型的中营养水平。     

新疆叶尔羌河流域地下水同位素特征及其补给来源分析

笔者以新疆叶尔羌河流域为例,在研究区水文地质调查的基础上,根据不同区域、不同深度D、~(18)O和T值的变化分析地下水补给来源.解决了传统研究方法很难解决的问题.为干旱地区地下水起源及空间分布规律研究提供了新思路。研究结果表明:(1)研究区地下水不是来自大气降水的直接入渗,而是地表水渗漏补给。(2)流域分为两个独立的地下水循环系统,分别接受叶尔羌河与提孜那甫河河水补给。(3)潜水和承压水的起源相同,属统一的地下水系统。(4)地下水径流表现为倾斜平原区径流强烈,地下水以水平运动为主;细土平原区地下水径流迟缓,地下水以垂直蒸发运动为主.径流方向与地表水流向密切相关。     

天池和二道白河流域洪水灾害预测

天池火山曾经发生过很多次洪水泛滥与火山泥石流,沿着松花江、鸭绿江、图们江三江水系两岸保存有很多它们的遗迹.本文试图预测它们的灾害效应,为减灾和预警系统提供科学依据,以避免大规模灾难事件的发生.     

海河流域二元水循环模型开发及其应用——Ⅰ.模型开发与验证

针对高强度人类活动作用下海河流域水循环的"自然-人工"二元特性,开发了流域二元水循环模型(简称"二元模型").二元模型由分布式流域水循环模型(WEP)、水资源合理配置模型(ROWAS)和多目标决策分析模型(DAMOS)3个模型耦合而成.针对各模型的优势与不足,提出了两层耦合的技术路线,以实现统筹考虑水资源、宏观经济与生态环境的流域水资源综合管理分析的功能.WEP、ROWAS和DAMOS分别采用11752个、125个和8个计算单元对海河流域进行划分,在获取各类输入参数后,应用二元模型对海河流域进行了分析计算与模型验证.结果表明,所建立的二元模型对径流过程、入海水量以及地下水流场等均具有合理的模拟精度,模型得到验证,可望用作海河流域水资源规划与管理的情景分析工具.     

海河流域平原区土地质量地球化学评估

以海河流域平原区多目标区域地球化学调查数据为基础,研究了该区土壤肥力、土壤环境的地球化学特征,对土地质量进行了地球化学评估。评价结果充分反映流域平原区土地质量整体很好,优良级的土壤占52.49%;土壤肥力受pH值及含盐量影响在沿海滩涂地区和永定河流域相对较低;差等级土壤在区内分布极少,仅占总面积的1.62%,零星分布在油田和石油勘探活动的地区。笔者同时提出了本区土地质量存在的主要生态地球化学问题。     

海河流域暴雨的气候特征与环流分型

选用海河流域1961~2012年132站逐日降水资料,通过趋势分析、M-K检验、EOF和REOF等方法分析了50余年海河流域暴雨的气候统计特征。利用NCEP/NCAR再分析资料和历史天气图资料,研究了海河流域14个典型强致灾暴雨过程的大气环流特征。结果表明:(1)海河流域夏季暴雨日站数和暴雨量的时空分布相近,暴雨日站数下降趋势较为显著;(2)海河流域夏季暴雨的空间分布可划分为3个分布型态:西南型、东北型和东南型;(3)海河流域暴雨在20世纪70年代末至80年代初存在一次突变现象;(4)海河流域强致灾暴雨过程可归纳为5类主要环流型,即高空低槽型、高空冷涡型、副高外围切变线型、低空低涡型和台风北上型。     

黑河流域地下水循环演化规律研究

大量野外调查研究表明，气候变化和人类活动对黑河流域地下水循环和更新演变具有重要影响；平原区浅层地下水主要是现代水补给，35％来自祁连山区基岩裂隙水通过地表径流转化补给，其他是降水和冰雪融水在山前戈壁带入渗补给，具有较强的更新能力；深层承压水主要形成于地质历史时期区域性补给，与现代水循环有联系；中游区人类活动是造成下游区地下水补给能力减弱、地下水水位持续下降和生态环境退化的重要因素。因此强化中游区人类活动的科学调控，是实现黑河流域地下水可持续利用和下游区生态环境有效保护的关键。