2001-2012年新疆融雪型洪水时空分布特征

利用2001-2012年新疆区域内发生的融雪型洪水资料,分析研究了近12 a新疆融雪型洪水时空分布特征.结果表明:新疆融雪型洪水与前一年10月至当年3月新疆全站总累计降水量大小相关,降水量大的年份,对应的融雪型洪水发生次数也多;冬末至夏季融雪型洪水在北疆地区基本上是从西向东、从南向北的先后顺序出现,而在南疆地区的融雪洪水基本上是从西向东、从北向南先后顺序出现.新疆融雪型洪水主要集中出现在春夏季,其中,北疆地区在3月,南疆地区在7月发生较多;伊犁河谷、昌吉、阿勒泰、和田等地区及青河、乌鲁木齐、阿克陶、民丰等市县是新疆融雪型洪水的高发区.     

西北干旱区融雪洪水灾害预报预警技术:进展与展望

针对全球变化背景下极端升温、暴雪和雪面雨等事件增多以及我国西北干旱区融雪洪水灾害风险增大问题,简要概述了干旱区融雪洪水预报预警系统及其关键技术的研究进展,重点阐述了近年来发生频率增加、灾害风险大,但在干旱区未引起重视的雪面雨洪水的研究进展,提出了西北干旱区融雪洪水高精度预报预警所面临的关键科学问题,指出需在揭示干旱区融雪洪水灾害致灾机理、成灾机制及其演化规律基础上,研发干旱区融雪洪水灾害监测预警装置并构建立体监测体系,研究雨雪冰混合洪水形成及演进过程并建立模型,构建洪水风险评估指标体系,建成干旱区融雪洪水智能化预报预警决策支持平台,动态展示流域实时、潜在及未来超标准融雪洪水的淹没范围,评估风险程度,并提出防洪技术和工程方案以及洪水资源化利用途径等应对措施.     

新疆军塘湖河典型融雪洪水过程研究

开春融雪型洪水在新疆具有多发、易发的特点.春汛对解决春旱极为有利,但在一定条件下也可造成一定危害.运用成因分析法和相关分析法,对军塘湖河量级较大的典型融雪洪水的个例分析,在融雪型洪水的制导因素、形成机理、洪水特性等方面进行研究,以便寻求融雪型洪水的一般规律,同时在趋利避害、洪水资源利用方面进行有益的尝试.     

新疆阿克苏河洪水类型特征分析

利用阿克苏河两条史流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征,阿克苏河西史托什干河主汛期在5—8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7—8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水的作用更大。托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雷（冰）型、融雪（冰）叠加冰湖渍坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪（冰）型,对阿克苏河1987年气候转型之后的年最大洪峰流量排名在有正式水文记录以来前15位的洪水进行分类。     

阿克苏河洪水类型及其形成的500hPa环流特征

利用阿克苏河两条支流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征.阿克苏河西支托什干河主汛期在5~8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7~8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水作用更大.托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雪(冰)型、融雪(冰)叠加冰湖溃坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪(冰)型.年最大流量排名前15位的洪水中,阿克苏河两条支流与干流在1987年以后分别出现了7~9a,在此基础上分析归纳了三类形成阿克苏河流域主要洪水的500hPa环流模型.阿克苏河流域主汛期形成混合型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊稳定在天山山区中部及以东地区,5880gpm等高线北界稳定在天山上空或天山以北,西部边界在帕米尔高原以东的南疆盆地上空,中亚地区为副热带低槽活动区,环流形势相对稳定.主汛期形成融雪(冰)型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊向北发展且稳定维持3d以上,5880gpm等高线北界稳定在天山以北,西部边界在帕米尔高原以西.春季形成融雪型洪水的500hPa环流特征为:帕米尔高原及西天山受新疆高压脊控制,稳定维持3d以上,高压脊内5840gpm等高线北边界维持在40°N以北.     

新疆阿勒泰地区的洪水特性

受洪水补给来源和阿尔泰山山势影响,阿勒泰地区洪水发生时间比新疆其他以高山永久积雪和冰川融水补给为主的河流偏早。因此,从认识洪水特性、预防洪水灾害角度出发,对阿勒泰地区洪水发生机制、时空分布和变化特点进行分析研究是很有必要的。利用阿勒泰地区各主要河流1960~2011年历年洪峰、冬季和汛期降水、气温和700hPa高空温度资料,对洪水发生机制、时空分布和变化特点进行分析。结果表明:(1)本区洪水类型有融雪型洪水、融雪与降水混合型洪水和暴雨型洪水;(2)洪水与冬季积雪和汛期气温、降雨有关;(3)汛期过程相对短,主汛期发生时间以5月下旬至6月中旬期为主;(4)洪水挟沙能力强,汛期含沙量占年含沙量近90%;(5)暴雨洪水多发生于阿勒泰地区的中东部区域河流上;(6)全区洪水具有同步性,洪水年际变化相对小。     

铁勒克厄肯河暴雨洪水类型特征及调查成果合理性探析

针对铁勒克厄肯河缺少水文监测资料的实际,选择其下游的卡普斯浪河上的卡木鲁克水文站为参证站,对铁勒克厄肯河暴雨洪水类型成因、时空分布规律进行研究,并在此基础上对流域洪水进行调查,研究结果可知:铁勒克厄肯河属于山溪性河流,主要以暴雨洪水、地下水为补给源,季节积雪在夏季6-8月中消融补给河流,洪水类型为暴雨型、融雪型、融雪和暴雨混合型,洪水主要发生在中低山区;洪水调查过程中断面选择合理,测量成果可靠,选用基础参数合理,洪水调查资料确定为较可靠。     

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.     

库如克山洪沟洪水特性及水文资料“三性”分析

库如克山洪沟地处天山南部中段,由于库如克山洪沟上无任何水文监测资料,选用距离洪水调查点9 km的卡拉苏水文站作为参证站,基于2018年以前的长系列水文资料作为计算依据,对流域洪水特性和水文资料"三性"进行研究。结果可知:库如克山洪沟一般洪水主要为冰雪融水形成的融雪型洪水;而发生的较大的洪水则一般是高温融雪型与暴雨混合型洪水;水文资料的可靠性、代表性和一致性满足规范要求。研究结果以期为库如克山洪沟水利工程开发建设和水资源管理工作提供基础支撑。     

乌鲁木齐河来水途径与潜力初探

乌鲁木齐河来水主要是发源地一号冰川的融雪冰水、大西沟山口以上河两岸的泉水溢出带,还有山区暴雨形成的洪水,或者说是融雪型洪水,还有河中游乌拉泊地区水源地的泉水和地下水,并对乌鲁木齐河来水的途径和潜力进行了探讨,得出了结论。     

Global snowmelt flood disasters and their impact from 1900 to 2020北大核心CSCD

Under the background of climate warming, the occurrence time, frequency, intensity, and impact of snowmelt flood disasters have changed significantly. Thus, establishing a global snowmelt flood disaster database is particularly important for disaster risk management. With the help of a web crawler, and based on multiple data sources such as natural disaster databases, documents, books, government agency websites, and news media, this study collected relevant information of snowmelt floods and mixed floods and established standards for identifying snowmelt flood events and their disaster impacts based on data from the different sources. Following the screening, sorting, fusion, and integration of snowmelt flood events, a global snowmelt flood disaster dataset containing 579 pieces of data with strong pertinence and reliability was constructed. The temporal and spatial distribution characteristics of global snowmelt flood disasters from 1900 to 2020 were preliminarily analyzed. The results showed that the snowmelt floods were mainly distributed between 30° N and 60° N, with more mixed floods south of 50° N and more snowmelt floods north of 50° N. Spring was the period of highest incidence of snowmelt flood disasters, followed by winter, summer, and autumn, respectively. The snowmelt floods that occurred in spring, autumn, and winter were mainly at 40°~50° N, and the snowmelt floods that occurred in summer were mainly at 30°~40° N. Compared with the snowmelt floods, the mixed floods were more frequent and more destructive, and their frequency increased with climate warming. The results provide a scientific basis for risk prevention and loss assessment of global snowmelt flood disasters. © 2022 Science Press (China).     

2001—2008年天山西部山区积雪覆盖及NDVI的时空变化特性

对于以融雪及融冰补给为主的山区河流,融雪及融冰量的多少对当地可供利用水资源量的大小起着决定作用,对河流所在的水库的正常蓄水、防洪及发电产生一定的影响.积雪时空变化规律的影响因素较多,除气温这个主要因素外,还与当地植被覆盖情况、风向、风速及太阳辐射等因素有关,因此,基于2001—2008年的MODIS积雪数据和NDVI数据分析了研究区的积雪覆盖度与NDVI时空变化特性.结果表明:天山西部山区积雪分布极不均匀,边缘山区多雪,腹地少雪,边缘山区南坡比北坡积雪多;积雪期主要集中在10月到翌年5月,积雪年际变化差异较大,积雪有减少趋势.近8a来研究区的植被有较好的改善且与降水有一定的联系,但部分区域NDVI也有减小的趋势,不同区域植被返青时间不同.通过对比分析发现,除积雪消融与NDVI有其自有的变化规律外,二者之间也有很好的相关性,但关于植被覆盖是否会对积雪的消融起加速或减缓的作用,基于此两种MODIS数据产品无法得知,有待于通过其它方法或进行野外实验确定.     

Prediction of snowmelt floods with a distributed hydrological model using a physical snow mass and energy balance approach

Modeling snowmelt is important for water resources management and the assessment of spring snowmelt flood risk. The objective of this study was to develop a physically based module for the WetSpa model to improve the simulation of snowmelt processes. The improved model is applied, calibrated, and verified on the Hornad watershed, upstream of Margecany, Western Carpathians, Slovakia, with 10 years of observed daily precipitation and air temperature, and estimated daily potential evaporation. Daily discharge data of the gauging station at Margecany is used for model calibration and verification. The model proves to predict accurately snow accumulation and snowmelt floods, although the parameters of the snow simulation module are preset and not adjusted by model calibration. In order to show the performance of the model, two particular snow accumulation and melt periods are discussed in detail. The relevant terms of the snowpack mass and energy balances as well as the related heat and mass transport processes are discussed. The study demonstrates that accurate snowmelt prediction based on a physically energy budget approach is possible with controlling parameters that do not need any calibration.     

长江源区小冬克玛底冰川区积雪消融特征及对气候的响应

2005年使用花杆法在小冬克玛底冰川上进行了两轮积雪融化观测,结果显示:6月中、下旬,冰川区积雪消融基本与气温同步变化,但到7月上旬积雪消融发生了变化:其融化时间提前了2 h,在12:00融化量就达到一定高度;融化量大,日平均融化量较6月中下旬大0.71 mm水当量;最大积雪融化量出现时间滞后于气温最高时间约2 h,于18:00达到最大值.雪坑雪层剖面真实记录了积雪积累与融化过程中的雪层变化.积雪融化除受温度影响之外,还与风速等其它因素有密切关系.温度越高,融化量越大;风速与积雪融化量的关系相对复杂.积雪融化量只与1.5 m高度风速有关.在2h尺度上,近地面风速大,积雪融化量也大;在日尺度上,风速与积雪融化量的关系较好,但在两个观测时段表现出不同的相关关系.研究区积雪量很少,受昼夜气温变化与下垫面状况的影响,积雪融水几乎不产生径流,对河川径流的影响程度极小.     

干旱区融雪径流模拟的研究进展与展望

融雪径流模拟是干旱区水文水资源研究的热点问题,对干旱区春季融雪洪水风险评估和流域水资源管理至关重要。结合文献查询及资料分析,重点讨论了不同类型融雪径流模型的特征和发展情况,比较了不同融雪径流模型在干旱区一些典型河流的应用情况,并对其功能及优缺点进行了评估。结合对目前流域融雪径流模拟研究中存在的问题的分析,提出未来融雪径流模拟要注重提高数据分辨率的观点。借助多源遥感数据驱动获取更为精确的输入数据,在数据获取难度减小、精度提高的基础上山区融雪径流模拟将更多地以基于能量平衡的物理性模拟为主。模型的构建要充分考虑由气候变暖所带来的其它参数的变化,精确描述山区融雪过程,以提高对融雪径流的模拟精度。     

Linking past flood frequencies in Norway to regional atmospheric circulation anomalies

Analysis of two continuous, high‐resolution palaeo‐flood records from southern Norway reveals that the frequency of extreme flood events has changed significantly during the Holocene. During the early and middle Holocene, flood frequency was low; by contrast, it was high over the last 2300 years when the mean flood frequency was about 2.5–3.0 per century. The present regional discharge regime is dominated by spring/summer snowmelt, and our results indicate that the changing flood frequency cannot be explained by local conditions associated with the respective catchments of the two lakes, but rather long‐term variations of solid winter precipitation and related snowmelt. Applying available instrumental winter precipitation data and associated sea‐level pressure re‐analysis data as a modern analogue, we document that atmospheric circulation anomalies, significantly different from the North Atlantic Oscillation (NAO), have some potential in explaining the variability of the two different palaeo‐flood records. Centennial‐scale patterns in shifting flood frequency might be indicative of shifts in atmospheric circulation and shed light on palaeo‐pressure variations in the North Atlantic region, in areas not influenced by the NAO. Major shifts are found at about 2300, 1200 and 200 years ago (cal. a BP). Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

新疆阿尔泰山地区极端水文事件对气候变化的响应

新疆北部阿尔泰山地区受西风带气流影响, 降水丰沛, 尤其冬季积雪厚而稳定, 山区产流发育了额尔齐斯河与乌伦古河, 从西到东形成主要支流十余条. 在全球气候变化下, 山区气温上升明显, 极端降水增多, 气候变暖带来的水循环加快, 极端水文事件也趋于增多. 由于冬季气温升高, 春季积雪消融提前, 春季融雪洪水提前, 洪峰流量增强; 夏季极端降水增加, 使得暴雨洪水增多. 由于冬、 春季积雪增多, 雪灾发生频率增加, 春季的融雪洪水灾害危害增强. 极端水文事件引起的自然灾害已经威胁到阿勒泰地区的牧业生产、 交通安全和水资源供给, 应加强水文水资源安全对气候变化的应对措施, 提高水资源安全保障, 减缓气候变化的危害.