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。     

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。     

气候变化背景下海河流域干旱特征及趋势

为了深入研究近60年来多种气候、水文要素对海河流域干旱变化的影响,采用Mann-Kendall非参数检验法对流域内气温、降水、径流等要素进行了分析,并采用Z指数法对流域的干旱特征进行了研究。结果表明：20世纪50年代以来,海河流域经历了湿润-正常-干旱的变化过程;21世纪初,流域北部地区出现偏旱现象,多次干旱的面积覆盖率低于40%,少部分干旱覆盖率较高,最高达98%;从时间上看,1980年是发生干旱现象的一个临界点,无论是从发生次数还是覆盖面积上,1980年以后要明显大于1980年以前。从干旱发生频率上分析,海河流域发生轻度和一般干旱的高频地区多分布在滦河流域以及北部山区,中部平原地区干旱爆发频率相对较低,重大干旱事件则在中南部平原地区发生频率更高。综合全部干旱事件,滦河流域为干旱频发区,其次为海河流域东部地区,西部地区则频率相对较低。     

海河流域水准网复测与地面沉降分析

地面沉降在海河流域平原区普遍存在,通过相隔10年的水准网观测,确定出各区域地面沉降量和沉降速率,并分析其危害和成因,研究提出科学有效的监测设计方案.     

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.     

海河流域水资源量演变分析研究

为研究海河流域长期以来的水资源条件及其变化情况,对水资源总量、地表水资源量、地下水资源量的长时间系列,采用Mann-Kendall检验法进行了趋势性分析,并对其年际变化进行了量化分析,同时分析了近20年所面临的水资源形势,对水资源演变的影响因素进行了探讨。结果表明：长期时间尺度来看,海河流域水资源总量、地表水资源量和地下水资源量均呈显著衰减趋势,同时伴随年际变化大的特点。近20年水资源总量、地表水资源量相比历史长系列,分别衰减17.06%、30.62%;地下水资源量衰减4.64%,衰减幅度相对较小。据此可得出结论,从水资源天然禀赋的角度,海河流域面临的水资源条件较以往更为不利。以此为基础,提出了加大外流域调水力度、按不同水源特点进行管理等对策措施。     

海河流域地面沉降严重,急待治理

海河流域的唐山、天津、河北、山东一带,1985年地面沉降量大于0．5m的面积已近6000km^2,目前其范围仍在扩大,速度也在加快。整个海河地区中东部的沉降量大于1m的达700多平方公里。河北沧州附近尤为严重,沉降量大于2m的面积已覆盖全地区。预计2010年沧州、天津有些地带累计沉降量可能达到3．5m,令人忧虑。其沉降原因主要可以归结为毫无节制的过量汲取地下水。     

最新GPM遥感数据在淮河和海河流域的误差分析

为了加深对最新GPM卫星降水产品在具体流域的误差特性的了解,利用中国日降水分析产品(CPAP),选取相关系数(CC)、平均误差(ME)、探测率(POD)、错报率(FAR)以及6个极端降雨指标评估2014年4月至2016年3月期间IMERG卫星降水产品和GSMap-Gauge卫星降水产品在淮河、海河流域的误差特性及性能表现。结果表明:(1)两种卫星降水产品的总误差的空间分布完全不同,以高估为主要表现。(2)产品在百分位指标(RR99p及RR95p)和绝对阈值指标(R20及R20TOT)的表现非常好,相关系数超过0.84。对于持续时间指标(CWD及CDD),表现则均不理想,但GSMap-Gauge产品仍优于IMERG产品。(3)不论是日、月尺度下的比较,还是在探测率及错报率上,GSMap-Gauge产品性能表现总是更优。月降雨量估测结果的准确性明显高于日降雨量估测结果。     

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...     

土地利用变化对海河流域典型区域的径流影响

为研究海河流域径流对土地利用变化的响应,以阜平流域、匡门口流域和界河铺流域为研究区,利用1970—2011年的水文气象资料,分析了不同土地利用的时空转移特征,然后结合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,设置4种土地利用情景,评价了土地利用变化对径流的影响。结果表明:模型能够较好地模拟全年及汛期月流量过程;多年径流量呈下降趋势,20世纪80年代到90年代中期呈波动性变化;不同的土地利用类型在时空上的转化呈现可逆性,主要是林地增加,草地减少,耕地略有增加;林地的增加和草地的减少会降低汛期径流量以及最大月径流量;汛期径流系数随着林地面积的增加而减小。合理地规划土地利用格局,对控制流域水文事件具有重要意义。     

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。     

海河流域地下水资源存储量综合评价问题的研究

将模糊物元模型与改进的层次分析法相结合,构建了地下水资源存储量评价模型,并将其应用到海河流域的五个典型区域——石家庄、唐山、沧州、衡水和天津的地下水资源存储量评价中,计算结果表明五个典型区域中石家庄水资源存储量相对最好,属于中等程度,天津和唐山地下水资源较贫乏,衡水和沧州地下水资源很贫乏。评价结果与相关资料显示的各区域地下水系统实际情况基本吻合,这验证了所选指标及所构建模型的合理性,可为其它区域的地下水资源存储量评价提供参考。     

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.     

海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估

海河流域中含有重金属的生活、工业污水排入量较大,致使重金属大量进入水环境并聚集在沉积物中。传统的生态风险评估方法忽略了重金属形态分布特征因素,造成生态风险评估可靠性较低的问题。本文以海河流域平原段河流为研究对象,提出了海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估研究,在海河流域设置采集点,采集沉积物样品,并在实验室中使用混合酸处理样品,采用原子吸收法测定样品中重金属含量,分析沉积物重金属形态分布特征。在生态风险评估中,借助丰度计算完善生态风险评估指数,设计重金属生态风险评估标准。实验结果表明,设计方法得到的各个采样点和各类重金属评价与实际情况更加接近,可靠性更高,评估性能更好。     

距离加权平均法数学模型在海河流域降雨等值线分析中的应用

将距离加权平均的数学模型算法引进到海河流域降雨等值线的分析计算中，并结合雨量站分布等具体问题对该模型做了一些改进，较好地解决了海河流域计算机自动分析、绘制降雨等值线的问题。     

海河流域地下水资源特征和开发利用潜力

海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈.开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义.经系统评价,海河流域天然资源量252.99×108 m3,生态水位约束条件下的浅层地下水开采资源量172.98×108 m3,可更新...     

长江中游地区暴雨过程的气候背景分析

通过用气候信号场研究长江中游地区暴雨发生的气候异常环境,提出了关于信号场的合成图的检验方法,应用到暴雨规律分析中。分析表明,暴雨与500hPa信号场中异常信号显著区的出现在我国东部上空,分布形势呈‘+-+'的波列是暴雨发生的重要征兆。