2020年淮河流域梅汛期极端暴雨洪涝雨水情分析

2020年主汛期淮河流域发生严重暴雨洪涝,其中淮河水系发生流域性较大洪水,正阳关站以上发生区域性大洪水,王家坝闸时隔13年再次开闸泄洪。使用淮河流域174个国家基本站08时单日降水资料,对2020年流域梅汛期（6月11日—8月1日）极端暴雨洪涝情况进行分析。结果表明：导致2020年淮河流域超长梅雨期的主要原因是副热带高压较往年同期位置偏西偏北,强度偏强,系统深厚,环流稳定,降雨过程多、强度大、极端性强,雨带与淮河干流走向基本一致;淮河流域梅汛期经历6次暴雨过程,总降雨量位列历史第一;流域上游来水与区域强降雨叠加,导致了流域正阳关以上区域性大洪水;2020年淮河中游王家坝站等控制站的水情较上一个大洪水年2007年更为严重。     

山洪泥石流风险评估与风险管理理论与方法

针对山洪灾害防治研究工作中只关注暴雨-洪水的作用,忽视泥沙淤积导致的洪水-泥沙耦合致灾的问题,重建考虑松散固体物源储量空间异质性的影响因子体系,面向山区小流域复杂下垫面环境进行敏感性分析,利用地理信息空间分析、多重共线性检验计算影响因子贡献度指标,通过不同类型的贡献度-集成学习耦合算法对阿坝州5250条小流域山洪水沙灾害易发度进行识别,构建基于数据驱动的山区暴雨山洪水沙灾害早期识别方法。结果表明：山洪水沙灾害在空间上表现出一定的聚集性,影响因子特定区间对于灾害发生具有更高敏感性,部分影响因子对于灾害发生的敏感性规律具有相似性。阿坝州东部、中南部部分地区以及西北部少部分地区为高易发区,与固体物源累积高频区较为接近,洪水-泥沙耦合致灾概率相对较大,较低和低易发区主要分布在阿坝州西部和西南部地区,与固体物源累积高频区重叠度较小,洪水在致灾过程中起主导作用可能性相对较大。相对于山洪风险调查评估研究结果,基于数据驱动的山洪水沙灾害易发性早期识别结果的高易发区灾害密度更大,高风险覆盖度提高23.2—45.4个百分点。

     

水文气象研究进展

从面向流域的定量降水估测与预报、流域水文模型、水文气象耦合预报三个方面系统介绍水文气象研究进展。研究指出,融合天气雷达、卫星遥感及实况降水等多源信息是精细化定量降水估测产品的主要发展方向;采用多模式降水预报集成技术是提高定量降水预报精度的重要途径;分布式水文模型是流域水文模型的发展方向;引入定量降水预报的水文气象耦合预报模式可以延长洪水预报预见期,水文集合预报是水文预报方法的有效解决途径,而数值预报模式与水文模型的双向耦合模式是另一重要发展方向。     

基于流域地貌的中小河流致洪动态临界面雨量阈值研究北大核心CSCD

构建基于流域下垫面地形地貌的中小河流致洪动态临界面雨量阈值移植技术,旨在提出一种解决无资料中小流域洪水预警方法。选取影响中小河流致洪的四个流域特征信息:面积、河道坡度、土地利用类型和土壤类型,建立基于流域土壤饱和度的致洪动态临界面雨量阈值与四个流域特征数据之间的指数模型;将指数模型移植至无资料或缺资料中小流域,根据待求的四个流域特征确定致洪动态临界面雨量阈值。选取我国东部亚热带季风气候区的淮河潢川流域、钱塘江屯溪与渔梁流域、太湖西苕溪与南苕溪流域五个中小流域为试验流域,以警戒洪水为例,结合流域长序列水文气象资料,基于GMKHM分布式水文模型分别推求出潢川、渔梁、西苕溪与南苕溪流域致洪动态临界面雨量阈值;依据建立的指数模型,推求确定屯溪流域致洪动态临界面雨量阈值,并与基于长序列水文气象资料反演出的动态临界面雨量阈值在屯溪流域35场典型洪水预警中的效果对比验证。结果表明,本研究构建的中小河流洪水致洪动态临界面雨量阈值模型与基于长序列水文气象资料的动态临界面雨量阈值反演模型在屯溪流域洪水预警效果相近,命中率为91.4%,对无资料中小河流洪水预报预警与山洪灾害预警均有一定的借鉴意义。     

国家级水文气象预报业务技术进展与挑战北大核心CSCD

近年来,国家级水文气象预报业务已经取得了明显进展,但与国外先进水平相比还有一定的差距。总结了近十年来国内外水文气象预报业务现状和技术进展,目前国家级的技术支撑状况和所面临的挑战,并提出未来发展计划。目前,水文气象预报技术主要是以基于统计学的致灾阈值模型和分布式水文模型等为主,结合大数据分析与人工智能的气象—水文—地质耦合预报模式将在水文气象预报中发挥重要作用。流域天—空—地基监测、水文气象灾害机理研究和多尺度分析是水文气象预报的重要基础;基于无缝隙精细化智能网格降水的水文气象预报技术及水文集合预报模式是水文气象预报的发展方向。     

基于逆推法和德尔菲法的地质灾害气象服务效益评估

地质灾害气象服务发挥越来越重要的作用,既有可量化的经济效益,也有不可忽视难以量化的、潜在的社会效益和生态效益。根据历年地质灾害调查与分析数据,运用逆推法结合德尔菲法,建立地质灾害气象服务效益评估模型,并根据已有研究及防汛经验对模型的系数进行量化。模型以地质灾害气象预报评分和灾害直接经济损失为输入,以防灾减灾效益值、防灾减灾效益百分率、气象服务直接经济效益、气象服务直接经济效益百分率为输出,可同时对各区域、各时间段的地质灾害过程进行气象服务效益分段评估,也可评估年度地质灾害气象服务效益。该模型在2017年地质灾害气象效益评估中表现良好,有一定指导意义。     

淮河流域汛期20 d内最大日降水量概率分布

利用淮河流域158个站点1980—2007年夏季降水量资料,选取淮河上游、淮河中上游、淮河中下游、洪泽湖以下和沂沭河5个子流域,采用Γ分布函数分析了淮河流域首雨日 (前1日无雨) 和连续雨日 (前1日有雨) 的夏季多年降水的概率分布特点。通过对代表站息县、阜阳、商丘、淮安、连云港Γ分布概率密度与样本频率的对比分析和K-S检验表明:Γ分布函数能较好拟合分条件的淮河流域夏季雨日的概率分布,用该分布函数递推得到的1 d, 10 d, 20 d内最大日降水量概率分布比较规则合理。淮河流域5个子流域中淮河上游、淮河中下游、沂沭河流域在10 d,20 d内最大日降水量不低于10 mm,25 mm,50 mm的可能性更大。     

台风"鲇鱼"强降水引发的地质灾害气象风险预警检验与分析

2016年9月28日,台风"鲇鱼"造成的强降水在浙江和福建引发多起地质灾害,造成严重人员伤亡和财产损失。利用中国气象局气象灾害管理系统和中国地质环境监测院提供的灾情资料,结合加密自动站降水观测、多源降水预报、承灾体脆弱性和暴露度等信息分析致灾因子,定量检验中央气象台地质灾害气象风险模型性能,并对格点化定量降水预报产品使用进行了讨论。结果表明:降水是本次地质灾害过程的主要致灾因子;国家级地质灾害气象风险预警产品命中率和漏报率分别为67.8%和11.1%,各项定量检验指标均优于客观模型;第二代中央气象台地质灾害气象风险模型预报命中率高于第一代模型的原因可能是其引入了高分辨率的地理学信息,第一代模型在地质灾害易发区出现特大暴雨时,有直接预报最高风险等级的缺陷,此外两代模型均存在明显空报现象;格点化定量降水预报产品能定点、定量地预报降水,相比主观降水等级落区预报更适用于地质灾害气象风险预警业务,但使用时需要注意其可能在一些地形复杂区域存在局限性。本检验结果只是针对一次台风过程得出的,还需要更多的个例分析和统计检验以确定结论是否具有普遍规律。     

基于不同灾害数据的1985—2019年南亚和东南亚洪水变化特征分析

基于紧急灾害数据库（EM-DAT）和达特茅斯洪水实验室的灾害数据,对比分析1985—2019年南亚、东南亚洪水灾害的频次、强度及造成的人口损失的变化特征,并探讨与热带气旋相关的洪水灾害的变化趋势,结果发现：近35年东南亚地区洪水发生频次总体比南亚地区多15%左右,其中与热带气旋相关的洪水发生频次,东南亚地区约是南亚地区的4倍;与热带气旋相关的洪水事件约占东南亚地区所有洪水灾害事件的20%;月际分布表明南亚地区洪水灾害集中发生在6—8月,“单峰”特征明显,而其与热带气旋相关的洪水频次呈“双峰”结构;东南亚的洪水灾害年内分布相对均匀;基于两种数据平均后的洪水趋势检验表明,近35年南亚、东南亚洪水的频次均呈显著增加趋势,而每次洪水灾害造成的损失人口数则显著减少;东南亚地区平均洪水灾害的强度略小于南亚地区,但东南亚地区洪水灾害的强度近35年有显著增加趋势。此外,基于EM-DAT数据统计的近35年东南亚和南亚洪水灾害造成的经济损失均表现出明显增加趋势。     

全国地质灾害气象风险精细化网格预报方法及其应用

降水是地质灾害的主要诱因。地质灾害气象风险主要是降水诱发地质灾害导致的人员伤亡、财产破坏和经济活动中断的预期损失;地质灾害气象风险度在数值上可表达为降水因子致灾概率、孕灾环境潜在危险度和易损度三者归一后数值的乘积。分析选取有效雨量代表降水致灾因子,分区建立有效雨量致灾概率拟合方程;通过下垫面环境信息量方法评价地质灾害潜在危险度;通过简易易损度模型评价地质灾害易损度,三者共同构建地质灾害气象风险预报模型和评价方法,应用精细化定量降水网格预报产品,建立地质灾害气象风险精细化网格预报试验,以地质灾害事件对照模型试验结果,表明地质灾害气象风险模型应用效果良好。