城市暴雨内涝模拟模型优化与精度验证

本文采用“Vegetation-Impervious Surface-Soil”模型和线性光谱混合分解方法,获取像元中不透水面、植被、土壤覆盖信息,用于计算SCS模型产流参数综合CN（Curve Number）值;基于土地利用类型,采用经验值与数值实验逐步求精相结合的方法,确定水动力汇流模型参数曼宁系数,并用实测积水数据验证两次参数修正的模拟效果。以上海中心城区为例进行验证,研究结果表明：①将采用V-I-S模型得到的不透水面、植被、土壤信息设定CN值,能够降低积水分布的极值化现象,提高SCS产流模型产流量和产流分布精度;②采用经验法和数值模拟逐步求精法,按土地利用类型设定曼宁系数,使各时段最大积水深度高于原模型,说明曼宁系数是汇流模型的敏感参数。     

2012年北京7.21特大暴雨对地表水体分布的遥感研究

2012年7月21日,北京西南及河北北部发生特大暴雨,造成巨大财产损失和人员伤亡.利用暴雨前后的2012年05月、2012年10月、2013年10月3个时相的国产高分辨率卫星数据,分析特大暴雨与地表水体空间分布的关系、分析人类工程活动对水体分布的影响,对认识此次暴雨的成灾规律及制定有效的减灾措施有重要意义.研究发现:1)研究区的水体面积在暴雨后达67.59 km2,是暴雨前的1.84倍,拒马河和大石河出山口河段的水体面积暴雨后较暴雨前分别增加2.36倍和2.45倍,水体的个数分别由暴雨前的122个和22个,增加到暴雨后的435个和88个,反映了暴雨前后地表水体的显著差异,但是灾后2013年与2012年相比,水体的数量和面积变化均较小;2)暴雨后地表积水规模与空间分布极不均衡,其发展变化与人类活动关系密切.研究表明,利用国产高分辨率卫星数据可以有效用于地表水体变化的动态研究中,可为这一地区的灾后规划与重建提供技术参考.     

北京地区暴雨气候特征及其变化分析

利用1961～2007年北京地区降水资料,采用气候倾向率、多项式曲线拟合和Morlet小波分析方法,对北京地区暴雨的气候特征及变化趋势进行了分析,结果表明:1）北京地区暴雨有明显的月变化特征,8月上旬(北京奥运会开幕式前后)是北京地区暴雨出现最为集中的时期。2）1961～2007年北京地区暴雨日数总体表现为波动式的缓慢下降,沙河暴雨日数的下降趋势最不明显,西郊居中,南苑暴雨日数的下降趋势最明显。3）暴雨日数的增减变化具有阶段性特征,1990年前南苑暴雨日数的变化与沙河、西郊有着完全相反的变化趋势。4）北京地区暴雨日数变化具有多重周期性,南苑、西郊和沙河暴雨周期日数不同。       

2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、自动气象站降水资料和NCEP1°×1°资料,对2009年7月辽宁省3次局地短时暴雨的500 hPa位势高度场、垂直速度场、θse场和水汽通量场进行对比分析。结果表明：3次局地暴雨过程中,辽宁西部和北部的暴雨落区与上升速度中心对应,而辽宁东南部暴雨落区位于上升区边缘;露点锋、中α尺度低压和暖式切变线对三次短时暴雨过程起到触发作用;当T639降水产品预报降水时段内有大范围的小雨天气,说明将有弱的天气尺度强迫出现,此时应重点分析水汽辐合、高能舌和上升速度大值中心叠加的区域;如果该区域存在中尺度系统触发机制,则该区域可能是局地暴雨的落区。     

1951—2009年丹东地区暴雨变化

利用丹东地区1951—2009年4个测站逐日降水资料,对丹东地区暴雨变化进行了分析。结果表明：丹东地区年暴雨日数和暴雨量呈减少趋势,汛期洪涝贡献率趋势变化不明显;2001—2009年6月份暴雨日数明显增多,7月份暴雨日数偏少,暴雨初期和终期提前。     

京九铁路江淮段降水型路基坍塌的地质、降水条件分析

京九铁路是新开辟的连接北京和香港九龙的南北大动脉,1996年9月正式通车。其中江淮段指淮河与长江之间的 306.1 km区段,自河南淮滨站至湖北蕲春站。由于沿线地形复杂,降水强度大,路基坍塌成为安全运行的主要危害。据统计,1997－2007年间,发生各种坍塌灾害455次,毁坏路段总长约53 000 m。运用京九铁路江淮段地质资料、1997－2007年 11 a间所发生的路基坍塌资料和铁路沿线10个气象站雨量实况资料,对京九铁路江淮段地质地岩状况进行了分类,分级处理了不同地质条件下路基坍塌的发生频次和强度,详细分析了路基坍塌发生前24～72 h雨量,得到诱发京九铁路江淮段路基坍塌灾害的地质条件和降水阀值,并对各种不同地质条件下发生路基坍塌的降水阀值及其超过阀值后灾害次数上升情况进行评述,绘制出京九铁路江淮段路基坍塌易发程度等级分区图,提出了相应的处治方法和系统图。可见不利地质条件与强降水共同作用是导致某些路段路基集中坍塌的根本原因。     

黄土高原丘陵沟壑区单元流域次暴雨输沙模型

黄土高原尤其是黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀异常严重,在该区开展单元流域产沙模拟对于流域侵蚀产沙及沟道系统泥沙输移比研究有着重要的意义。本文选取陕北岔巴沟单元流域团山沟为研究对象,利用1961-1969年间水文泥沙资料,构建了流域产沙模型:以流域输沙关系表达式Ms=CsH为理论框架,经分析发现洪峰流量、最大含沙量、平均流量与次洪含沙量相关性显著,近而以洪峰流量、平均流量、最大含沙量及径流深为模型变量,通过模拟误差分析,构建并选取了以径流深和洪峰流量、径流深和最大含沙量为变量的经验模型:Ms=H(109.2ln(Qz)+546.1);Ms=H(Cz-141.2)。与目前已有模型相比,以上模型具有很好的模拟效果,尤其是在模拟小产沙事件时模拟效果较好,模型在临近流域水旺沟上的应用效果也较好。另据研究发现,高含沙水流的存在,使得在不同产沙模数水平下产沙模拟响应机制不同,对产沙模数小于300 t/km2次暴雨事件,流量的对数函数拟合效果明显优于幂函数拟合;对产沙模数大于1000 t/km2次暴雨事件,流量的幂函数拟合效果好于对数函数拟合,但差异不大。     

基于人口集聚度的中国人口集疏格局

人口集聚和疏散是人口空间分布格局最直观和最集中的体现,研究一个地区人口集疏的空间格局,不仅可以揭不该地区人口集疏的内在规律,也有利于深入研究该地区的整体人口分布的态势和规律,更能够体现出区域内经济格局以及城市化格局的发展.基于人口集聚度的中国人口集疏空间格局的研究,有助于准确把握中国人口空间分布的基本脉络,具有一定的学术价值和实践意义.本研究采用了人口集聚度分级评价的方法,依据人口集聚度的不同,将各个地区划分为不同等级的人口集聚区,并对其分别讨论.在此基础上,结合中国人口分布格局、自然条件空间格局、人居环境自然适宜性评价结果以及经济发展格局和城市化格局,对中国的人口集疏的空间格局进行了归纳,得出了中国人口分布"西疏东密"的传统空间格局突出,人口集聚以平原地区为依托并呈现"沿海、沿江、沿线"高度集聚的特征的结论.     

四川省德昌县群发性泥石流的特征和成因

地处川西南的德昌县近年来由局地暴雨诱发的泥石流造成了严重的经济损失.通过德昌群发性泥石流事件中局地暴雨过程和地面条件的分析,探讨了泥石流形成过程中的雨地耦合关系.根据TM遥感影像(30 m)解译,德昌泥石流分布具有明显的区域规律,以安宁河及其支流茨达河流域最为集中,安宁河支流老碾河流域次之.根据泥石流的分布特征,结合流域的高程、坡度、地层岩性等信息,分析了泥石流易发区域的流域坡度以及NDVI特点,并将两者结合起来进行泥石流易发区的判别,准确率达92%.因此,遥感影像的光谱差异可以作为识别群发性泥石流地区的遥感标志之一.此类泥石流易发区的下垫面判别准则有两条:(1)流域平均坡度大于20°;(2)NDVI介于0.1～0.3.将泥石流易发区的下垫面识别与诱发泥石流的局地暴雨过程结合起来分析,泥石流灾害的时空分布取决于暴雨中心落点及移动路径,以德昌2004-08-24群发性泥石流进行了实例验证,结果表明泥石流最终的暴发相对于局地暴雨的峰值过程约有1 h的滞后时间,此时段正是实施临灾预警的关键时间.据此,提出了群发性泥石流的减灾思路.     

绵阳“9．22～27”持续暴雨过程特征及成因分析

利用常规实测资料、NCEP刷CAR再分析资料、T213分析资料,对绵阳地区2008年9月22—27日出现的持续性暴雨过程进行环流形势及物理量场分析,结果表明：此次降水过程可分为两个明显的降水时段,其区域不同、强度不一;副高、冷空气、两条水汽通道以及台风是此次过程的主要影响系统;第一降水时段的各物理量水平皆大于第二时段,不稳定能量、水汽和气流的辐合、辐散区分布及上升下沉气流的位置和强度对暴雨的强度和落区预报有较好的指示意义。