福建海坛海峡赤潮灾害潜在生态风险评估

基于赤潮灾害风险评估理论和海坛海峡的浮游生物与水文常规监测数据, 采用层次分析法(AHP, Analytic Hierarchy Process)构建了海坛海峡赤潮灾害风险评估指标体系, 运用熵值法与变异系数法组合赋予权重, 建立了较为合理可信的评估模型, 并初步给出了海坛海峡赤潮灾害生态风险等级区划图。结果表明: 春季, 中级-较高级风险区主要分布在海峡北部, 海峡南部主要为低风险等级; 夏季, 较高级风险区存在于南部, 绝大部分海区属低风险海域; 秋季, 以低中风险等级为主, 中级风险区主要分布在海峡的西北部与东南部; 冬季, 较高级与高级风险海域位于海峡的西北部和东北部。研究海域的富营养化程度较高, 且富营养化指数权重较大, 减少氮磷入海可降低致灾、孕灾危险度, 进而能够降低赤潮灾害发生的风险。通过多年的赤潮事件结合验证表明, 赤潮发生的时空特征与致灾危险度分布具有较好的关联性。     

基于FloodArea模型的暴雨洪涝灾害评估技术研究

以日照市五莲县中至河流域作为研究对象,基于数字高程模型(DEM)及GIS技术提取流域边界,对流域内气象站的降水数据采用泰森多边形法计算暴雨过程中的逐时面雨量,应用水动力模型FloodArea进行洪水模拟,并对模型输入参数进行校正,进而结合土地利用类型对灾害影响程度和范围进行分析评估,结果表明:(1)FloodArea模型在中至河流域具有较好的适用性。(2)将洪水模拟结果与承灾体分布相叠加可以直观地获取受灾害影响的暴露信息。(3)在2015年8月7日降水过程中,流域受洪水淹没深度0.3m以上的面积达到76km~2,其中耕地面积最大。日照市五莲县洪凝镇人口、GDP分布较为集中,受洪水影响最为严重。(4)受基础地理数据分辨率、经济统计信息精细化程度所限,目前基于ArcGIS平台计算得出的量化结果仍不够精确,有待进一步提高。     

用水热平衡模型估算青海湖古水文要素及水量平衡

根据水热平衡原理，推导了内陆湖泊水位高低（或面积大小）与流域降水及蒸发之间的定量关系，设计了青海湖古水量平衡计算模型。用现在的湖区气象要素及水量收支对模型进行了检验，然后将此模型用于估算全新世稳定暖湿期（7200－6000aB．P．）的青海湖古水文要素及水量平衡。结果显示，在全新世稳定暖湿期，青海湖流域的降水、蒸发及径流比现代高约32％，13％和67％。反映出该地区因气温高、降水增加造成的季风加强使得该地区的水量收支与现代相比有较大的不同。本方法用古湖水位来定量恢复古水文、气候参数，为此可以从古湖泊中提取古气候信息。     

小时雨量100mm以上强降水单体雷达回波特征分析

利用地面观测资料和多普勒天气雷达探测资料,对2015-2016年山东省11站次,小时降水量超过100mm的强降水单体的风暴参数特征和形态结构演变特征及10分钟雨量变化情况进行了分析。10分钟雨量变化情况表明,15~20mm降水量出现次数最多,约85%的降水量≥10mm,65%的降水量≥15mm;最大雨量多数在25mm以上,平均值是27.6mm;最大降水量所对应的站点上空最大反射率因子平均值为52.5d BZ,所对应Z-R关系与Z=250R1.28非常接近。强降水单体风暴参数和形态结构演变特征表明,强降水阶段C-VIL值多数在17~37kg·m-2之间,平均值为28kg·m-2,明显小于冰雹预警C-VIL阈值;DBZM值多数在52~58d BZ之间,平均值为55d BZ;HT值多数在2.2~5.8km之间,平均值为4.2km;TOP值多数在7.5~12km之间,平均值为9.9km;ET值多数在11~15km之间,平均值为13.1km;盛夏季节,强降水单体具有低质心特征,降水强度较大;强降水单体演变具有"列车效应"或移动缓慢特征。     

南四湖流域降水时空特征分析

南四湖流域面积31700km2,湖西湖东地形地貌差异较大,湖西为黄泛平原,湖东为丘陵地区.根据翔实可靠的水文资料,对南四湖流域湖西地区和湖东地区降水特征分别进行分析,以寻求南四湖流域降水规律及降水趋势,为流域内水利工程规划设计及咨询工作提供有效技术支撑.     

滨海核电冷源取水区风险生物的分类及特征分析

近年来由海洋生物入侵造成的核电冷源安全事件频发,表明冷源安全已成为核电安全与可靠的重要影响因素,受到社会高度关注。本文对国内外发生的主要冷源安全事件进行统计分析,归纳总结冷源致灾生物的分类特征及其致灾机制,探讨致灾生物的筛选及分级预警标准,解析相关的探测技术、预警手段及处置方法,提出致灾生物研究中亟待解决的关键科学与技术问题,以期为更好应对解决滨海核电冷源安全问题提供参考与理论依据。     

1956—2018年青海省黄河流域降水变化特征分析及预测

本研究基于1956—2018年31个气象站月值降水数据,采用M-K检验、Pettitt检验、Morlet小波分析、ARIMA模型等方法,分析青海省黄河流域近63年包括趋势、突变、周期在内的降水量特性以及验证未来5年降水趋势预测变化的合理性。结果表明:(1)近63年青海省黄河流域降水具有集中程度高、年内分配不均、丰枯季明显的特点;不同年代的月均降水量均集中在4—10月,且未来月均降水量有上升的变化趋势。(2)年降水量呈显著增长趋势,增长率为(9.07 mm/10 a),春季和冬季降水增长趋势显著,夏季和秋季降水无显著的增长趋势,2004年为该流域大的降水转折年。(3)年降水时间序列存在23~32 a,15~20 a,9~13 a以及4~6 a的周期变化规律,四级降水主周期分别对应30、15、11和6 a时间尺度。(4)ARIMA(2,1,4)模型能够较好地拟合1956—2018年降水序列并对2019—2023年降水数据合理预测;线性回归及M-K检验分析结果显示1956—2023年降水序列呈显著增长趋势,增长率为(9.22 mm/10 a),与趋势预测结果相一致;ARIMA(2,1,4)模型可以对青海省黄河流域进行短期年降水量预测,为当地水资源合理规划和管理提供参考。     

分布式水文模型和GIS及遥感集成研究

阐述了在分布式水文模型的研究中,地理信息系统在气象和地理要素空间内插、流域数字地形分析和水文模拟单元的划分和遥感科学在降水、土地利用和地表分类、叶面积指数、反照率和地表热通量以及地表一些间接水文参数反演等方面的应用,并提供了一个集成GIS和遥感的全分布式水文模型的建模框架.指出了应用中存在的DEM空间最佳分辨率选择、空间尺度和时间尺度、遥感反演精度和资料不确定性等问题,并对今后分布式水文模型研究做了展望.     

气候变化与我国海洋灾害风险治理探讨

本文基于观测数据和文献资料,分析了近几十年来气候变化下我国沿海海平面和海表温度,以及台风、风暴潮和赤潮等主要致灾因子及灾害损失的变化。结果表明,近40年来,我国沿海海平面和海表温度显著上升,上升速率分别为3.3 mm/a和0.016°C/a,高于全球平均和我国的历史变化水平,2017年中国沿海的海表温度达到了1960年有记录以来的最高值,并且自2000年以来,超强台风、风暴潮和赤潮等致灾事件的发生频次呈显著增加趋势;气候变化下,受关键海洋环境要素变迁和超强台风、风暴潮等极端事件的影响,我国沿海地区暴露度明显加大。随着我国海洋防灾减灾水平的提高,近30年来海洋灾害损失出现下降趋势。值得指出的是,每年各类海洋灾害总损失仍高达百亿元量级(年均直接经济损失约120亿元),其中,2005年总损失达到最高值,约332亿元,这与致灾事件的强度以及各致灾事件、灾种的叠加放大效应有密切关系。本文进一步从气候变化综合风险理论角度出发,结合海岸带及沿海地区致灾因子危险性、承灾体暴露度和脆弱性及其相互作用关系,分析了气候变化背景下我国沿海地区海洋灾害风险的特征,探讨了有关海洋灾害的监测、预测预警和风险治理能力建设等若干科学问题,以期为我国沿海地区社会经济的可持续发展提供科学参考。     

基于浪潮组合的台风暴潮强度等级划分

为准确定位风暴的强弱及灾害的大小,文中提出了泊松-二维对数正态分布,并将其用于海岸地区台风暴潮致灾强度的长期预测。选取青岛地区建国以来所出现的主要台风暴潮作为观测资料,以水位和显著波高系列组成样本,进行了台风暴潮重现期的统计推算。提出了判别台风暴潮致灾强度的新标准。实例显示,新标准概念清楚,简单易行,适用于青岛地区台风暴潮的强度确定。基于新模式的风暴潮强度随机分析方法对我国其它海岸地区的防潮减灾具有参考意义。     

胶州湾纳潮量和水交换数值模拟

基于无结构网格三维有限体积海洋模式FVCOM,采用高精度的水深和岸线资料,建立了适用于胶州湾的三维正压高分辨率数值模型。通过观测与模拟资料的对比,验证了所建立模型的合理性。基于建立的模型,对胶州湾的潮汐潮流进行了精确的数值模拟,探讨了胶州湾潮致余流和纳潮量特征,并首次探讨了胶州湾内各子区域之间的水交换情况。结果表明,分别采用计算一个涨潮或落潮周期内通过特定断面的海水通量和研究区域的水深及水位值直接计算两种计算方法计算胶州湾的平均纳潮量,分别为8.90和8.71亿m~3,结果发现水位对纳潮量的影响最大可达1%以上,不可忽略;大潮时期的纳潮量为小潮时期的2~3倍;纳潮量春季最低,冬季其次,夏秋季较高。以质点追踪法,定量研究了胶州湾内各个子区域之间以及各子区域与外海的水交换情况。结果发现,胶州湾内不同子区域的水交换能力以及达到稳定时间均不同,且投放质点的时刻不同对其具有较明显影响。在涨潮时段,胶州湾西北部海域达到稳定时间较短且交换率高,东北部海域达到稳定时间较落潮时段基本不变但交换率高;落潮时段则相反。     

海岸带城市洪水淹没风险评价研究——以青岛市为例

目前国内海岸带城市洪水淹没风险领域中较多关注单一致灾因子(风暴潮)导致的淹没,缺乏对导致海岸带洪水发生的其他致灾因子的自然属性和社会属性的综合考量。根据风险的内涵,借鉴国外综合性风险评价理念,将洪水淹没自然机理模型与概念框架模型相结合,选取能表征风险发生概率的自然过程指标以及能表征风险危害性后果的社会经济类指标,构建具有针对性的海岸带型洪水淹没风险评价指标体系,对青岛市洪水淹没风险进行综合评估。研究得出青岛市洪水淹没风险指数值为0.3240,根据我国主要海域自然灾害等级划分(表3),可知其风险等级为3,危险性属于中等水平;确定了青岛市洪水淹没风险的各类致灾体与其影响因素之间的相关性;并得出洪水淹没风险的自然因素和人为可控因素两类关键性控制指标制定短期和长期性的适应策略和行动,充分利用可调节因素,有效加强并提高防范性指标,以期到达最大程度上降低青岛市洪水淹没风险。     

辽东湾近岸海域油污染生态风险评价研究

以2014–2015年海洋调查数据为基础,Arc GIS软件为平台,通过选取致灾因子危险性、承灾体脆弱性相关影响因子,基于灾害理论和层次分析法构建了辽东湾近岸海域油污染生态风险评价指标体系、评价模型及评价标准,将致灾因子危险性等级和承灾体脆弱性等级进行叠加,从而实现对研究海域油污染生态风险进行综合评价,并对该海域溢油风险可能导致的环境影响进行了系统分析、诊断和综合评价。结果表明:辽东湾近岸海域风险处于较高风险,应加强对环境敏感区域的保护,并完善环境监测体系。本文同时为重要湿地生态敏感区合理配置溢油应急资源和实施风险决策提供技术支撑,也为目前事故后的危机管理到预防性风险管理的转变提供理论依据。     

建筑物场区地下水位预测与抗浮水位确定——以青岛啤酒城改造为例

通过收集研究区自然地理、气象水文资料,掌握了该区降水、蒸发等规律;通过实地地质、水文地质调查,查清了研究场区的地层结构、含水层类型等水文地质条件。在抽水试验和长期水位观测的基础上,利用数值模拟软件Visual modflow建立了研究场区的三维地下水水流数值模拟模型。根据2011—2012年研究场区地下水位观测数据对模型进行拟合和验证,说明所建立的模型可以用来预报;根据实际施工要求,对-7.8、-2.9和3m处基础进行丰水年丰水期和多年平均降水时丰水期的地下水位进行预报,预报结果在基底标高3m区域内,合理的抗浮水位范围为6~8m;基底标高-2.9m区域内,合理的抗浮水位为5~7.5m;基底标高-7.8m区域,合理的抗浮水位为3~5.5m。预报结果为设计合理的建筑物抗浮水位提供了科学依据。     

水文数字高程模型在珠江流域入海径流模拟中的应用

为了计算珠江流域入海径流的线源,引入水文数字高程模型(H-DEM).利用观测的降水和流域流量订正模型参数,改造后的模型模拟结果与站点资料对比,能够基本再现季节变化和年变化,这表明改造后的H-DEM可以应用于亚热带地区.采用改造后的模型对珠江流域入海径流进行模拟研究,结果显示线源和点源都有明显的线性趋势变化和年代际变化特征.     

海口湾沿岸风暴潮漫滩风险计算

引用《海港水文规范》(1998)中的方法计算海口湾的极值高水位,计算不同重现期的风暴潮与最高天文潮位的组合高水位;同时应用经检验为可靠的台风风暴潮数值模式,由气候学统计方法得出的可能最强台风的参数,按3种路径类型12条路径分别计算,并对产生可能最大风暴潮的假想台风路径根据移速变化分别计算,由此确定海口湾可能最大风暴潮(PMSS)。计算所得3组数据作为海口湾风暴潮漫滩风险值,1000a一遇的极值高水位、1000a一遇的风暴潮与最高天文潮的组合高水位及可能最大风暴潮与最高天文潮的组合高水位分别为546cm,634cm和977cm。     

铁山湾内天文潮对风暴潮水位的影响研究

作为半封闭狭长海湾,铁山湾受风暴潮灾害的影响较为严重。根据多年观测资料和数值模型对铁山湾内的风暴潮水位特征进行了研究。观测资料表明海湾内风暴潮峰值水位受天文潮相位影响较为显著,然后基于ADCIRC风暴潮模型和1409号“威马逊”台风参数,定量评估了天文潮对风暴潮水位的影响。模拟结果表明当考虑天文潮作用时,会显著提高模拟结果精度,然后通过数值实验研究了风暴潮与不同相位天文潮相互作用时的水位变化特征。数值实验结果表明天文潮-风暴潮相互作用引起的非线性水位在涨潮阶段不明显,在高潮位时非线性水位达到负值最大;在落潮时达到正值最大。风暴潮增水峰值由于受到这种非线性效应的影响,在高潮位时数值最小。海湾内非线性作用要远大于外部,非线性效应越强,总水位峰值相对于天文潮高潮位的延迟时间也就越长。     

青岛地区风暴潮灾害易损性风险区划建模

风暴潮灾害风险是由风暴潮危险性、承灾体脆弱性、暴露性和防潮减灾能力决定的,其中承灾体脆弱性、暴露性和防潮减灾能力构成了风暴潮灾害的易损性.结合目前国内对风暴潮灾害危险性研究较为深入,而对易损性研究欠缺的现状,以青岛沿海风暴潮为例,建立了风暴潮灾害易损性风险区划模型.模型首先通过风险因子识别建立了风险评价指标体系,然后采用聚类分析将研究区域进行综合分类,再用熵值法、灰色关联分析及模糊综合评价法分别对各地区潮灾风险进行量化,最后应用熵值—灰色—模糊组合方法从主客观角度定性定量进行综合风险区划排名,将青岛九区市划分为4个不同风险等级,揭示了青岛近海地区风暴潮灾害风险的地域差异性,为因地制宜地制定防灾减灾措施与规划提供了科学依据.     

厦门风暴潮淹没风险预警系统研究

为提高厦门防御台风风暴潮灾害风险的能力,辅助政府部门开展海洋防灾减灾工作,文章基于风暴潮数值模型开发厦门风暴潮淹没风险预警系统,并以1521号台风为例模拟其淹没风险。研究结果表明：风暴潮数值模型能较好地刻画影响厦门的台风风暴潮过程,满足风暴潮淹没风险分析需求;厦门风暴潮淹没风险预警系统采用按警戒潮位预警和按高程预警2种方法分析风暴潮淹没风险,可对影响程度不同的岸段采取不同的预警和防御措施;基于数值模型的风暴潮淹没范围与实地调查区域的淹没范围基本一致,可对未开展实地调查区域的淹没范围进行补充;今后须进一步完善厦门风暴潮淹没风险预警系统,同时建立厦门风暴潮风险评价体系。     

河北省海啸灾害风险评估和区划研究

基于康奈尔多电网耦合海啸模型（COMCOT）数值模式建立研究区海啸数值模型,利用模型对6个地震海啸源情景场进行模拟计算,通过对各海啸源下数值模拟结果的综合分析,确定研究区海啸灾害危险性分布;根据土地利用类型数据资料确定研究区承灾体脆弱性分布;通过危险性、脆弱性评估成果,综合确定研究区海啸灾害风险性评估和区划成果。结果表明：河北省遭受海啸灾害风险最高等级为Ⅱ级,主要分布在唐山市和秦皇岛市沿海区域;沧州市沿海区域海啸灾害风险等级较小,为Ⅲ级和Ⅳ级。