大气河背景下的广西暖区暴雨机理初探

利用多源实况观测资料以及ERA5再分析资料对2010-2022年夏季(6-8月)广西暖区暴雨个例中伴随大气河的特征进行统计分析,并基于波作用通量、水平锋生以及非绝热加热诊断等,从热力、动力角度分析了2022年6月2-4日大气河背景下广西典型暖区暴雨过程。结果表明：(1)绝大多数暖区暴雨个例伴随大气河。当大气河通过广西区域并维持在约1000 kg·m^-1·s^-1以下时,大气河强度增强有利于暖区暴雨降水强度增强。大多数个例中大气河呈西南-东北向,在经过广西时方向角在15°～65°。(2)典型个例中东西伯利亚阻塞高压和东北冷涡异常活跃,造成副高总体被压制,位置偏南,使得大气河维持在孟加拉湾-南海-华南-北热带太平洋一带,为暖区暴雨发生发展提供充足水汽。副高维持而低涡东移造成的气压梯度增大以及夜间季风气流加速共同作用使得局地大气河增强。(3)大气河夜间增强促进了局地水汽辐合及垂直输送使得湿层不断增厚,大气可降水量增大,有利于降水效率增大。同时,持续的暖湿输送有利于低层不稳定层结的建立和维持,使大气对流不稳定结构贯穿整个降水过程。(4)山脉地形的辐合抬...     

接入实时降雨数据的暴雨型洪涝灾害临灾预警方法

针对现有暴雨型洪涝灾害预警方法时效性差的问题,提出了一种接入实时降雨数据的暴雨型洪涝灾害临灾预警方法。根据时序分析模型由历史降雨数据和实时降雨数据分析识别异常降雨,并将异常降雨、地形起伏、高程和河网因素作为影响因子,构建暴雨型洪涝灾害风险指数,以"日"为时间尺度进行短时暴雨型洪涝灾害风险分析。从异常降雨致灾角度出发,根据降雨的异常程度将暴雨型洪涝灾害风险等级划分为无风险、低风险、中风险、中高风险和高风险5个等级,进而实现临灾预警,为防灾减灾提供一定的参考信息。以广东省清远市2014年5月的洪涝灾害为例,接入5月21日至5月26日期间逐日降雨量数据,实现了临灾风险分析。实验结果表明,六日内清远市阳山县中下区域发生暴雨洪涝灾害的风险较大,与实际灾情相吻合,达到了较好的预警效果。     

耦合蚁群算法和SCS-CN水文模型的城市不透水面空间格局优化

近年来,中国城市暴雨内涝频繁发生,已经发展成为一类严重的“城市病”。城市不透水面密度及其空间格局是形成暴雨内涝的一个重要影响因素。本文提出一种耦合蚁群算法和SCS-CN水文模型优化不透水面空间格局的方法,从而实现通过增加地面雨水渗透量达到减缓城市内涝发生的目的。首先应用Williams公式计算基于坡度修正的CN值,在此基础上计算地表径流量;然后设定径流系数最小化目标,耦合水文模型和蚁群算法对径流小区尺度的不透水面空间格局进行优化配置;最后应用景观格局指数对不透水面空间格局进行分析。研究结果表明：面对1年、5年、10年、20年、50年以及100年一遇重现期的1 h持续降雨事件,研究区优化后的不透水面空间格局可以分别减少径流系数21.19%、19.58%、19.38%、18.93%、18.41%和17.25%,在一定程度上缓解城市暴雨内涝的发生。在此基础上,提出面向暴雨内涝防治的城市更新优化措施建议：① 通过增加草地、花园、树木等植被绿化减少高不透水面类型的面积,并划分成更多中高不透水面类型的斑块;② 集聚低、中低等不透水面类型,从而加大连通性,形成更多的中高不透水面类型;③ 增加每个径流小区内斑块数量,增大斑块密度,减少其蔓延度和聚集度。     

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.     

全国山洪灾害调查评价成果及规律初探

山洪灾害调查评价是1949年来水利行业最大的非工程措施项目,是规模最大的全国性防灾减灾基础信息普查工程,历时4年,涉及全国30个省305个市2138个防治县（区）,国土面积755万km²,人口近9亿。运用普查、详查、外业测量、分析计算等多种手段,掌握了中国山洪灾害防治区范围、人员分布、下垫面条件、社会经济、历史山洪灾害等基本情况,科学分析了山丘区小流域的暴雨洪水特性,评价了现状防洪能力,计算了预警指标,划定了危险区,为山洪灾害预警预报和应急救援决策提供了基础信息支撑。本文系统介绍了全国山洪灾害调查评价的核心要点,综述了调查评价成果,归纳了调查评价成果要素类型,揭示了全国山洪灾害防治区、人口、历史山洪灾害事件与预警能力的空间分布一致性,即山洪灾害各要素集中分布于青藏高原-四川盆地过渡带、川滇交界地区、黄土高原区、东部沿海地区及华北等地区,最后初步探讨了该成果的应用前景。全国山洪灾害调查评价成果将为中国山洪灾害监测预警预报体系建设及防灾减灾能力提升提供丰富的基础数据支撑。     

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。