基于Z指数的辽宁省洪涝灾害时空分析

根据辽宁省21个气象站点1958—2008年逐日降水观测数据,通过Z指数计算、区域旱涝等级评定对辽宁省近51年洪涝灾害的时空分布特征进行分析。研究结果表明:从时间变化方面来看,降水变化呈波动式下降趋势,减小趋势为1.963mm/a,且呈周期性变化,主周期约为9年,次周期约为24年和3年;从空间变化方面来看,年平均降水量变化是由辽东南沿海向西北内陆递减;而洪涝灾害频发区与降水集中区的空间分布并不相同,主要集中在辽北、辽中、辽西北部分地区的大、中河流的中下游平原,因受辽东西部高、中部低的地势影响,致使大量降水汇聚于此,因而造成不同程度的洪涝灾害。     

长江中游地区洪涝灾害风险分析

通过确定洪涝指数,对长江中游地区洪涝灾害的强度特征进行了分析,采用蒙特卡罗模拟方法对该地区极端降水事件的发生概率进行了模拟。结果表明,长江中游地区洪涝灾害发生频繁,灾害损失严重,极端降水事件发生的概率风险很大,洪涝灾害和灾情的关系较为密切。     

黄柏河流域近40年极端降水变化特性分析

本文基于黄柏河流域1978～2016年逐日降水量资料,计算多年极端降水指数,采用滑动平均法、Sen's斜率估计和Kendall秩次相关检验法对极端降水指数进行趋势性分析检验,借助Pettitt法和Mann-Kendall法对极端降水指数进行突变性检验,研究黄柏河流域极端降水事件变化规律.结果表明:黄柏河流域多年来降水年内分布逐渐均匀,极端降水指数在空间上变化不大.异常降水总量的变化引起了年降水量的变化,两者变化趋势相同.大部分极端降水指数近年来发生突变.黄柏河流域降水年内分布逐渐均匀、年降水强度的下降将降低发生洪涝灾害的风险,但同时也应进一步防范突发极端降水事件,加强水资源调节控制,充分利用总量逐年降低的水资源,以保障黄柏河流域社会经济尤其是农业的可持续发展.     

过去40年中国气候与物候的变化研究

根据中国近40年的日气候观测资料与物候观测资料,分析了近40年中国气温、降水与自然物候的变化趋势及其区域差异.结果表明:(1)近40年来,从全国平均状况看,较为明显的升温阶段出现在1980年以后.其中升温率最大的时期为非生长期,最小的时期为生长期.从区域变化差异看:东部大部分地区、青藏高原的东南部和新疆的部分地区生长期温度在1980年以后都有不同幅度的上升,其中升幅最大的地区出现在华北;降温区则出现在秦岭以南的广大地区(包括西南地区东部、长江中游)以及新疆的部分地区.(2)生长期期间,全国平均降水在近40年中存在明显的准年代波动,却没有明显的增加或减少趋势.但1980年以后,生长期期间降水趋势变化的区域差异却较为明显:新疆、东北及长江中下游的部分地区降水增加,而除此之外的全国大多数地区则以降水减少占绝对优势;其中华北地区的降水减少最为明显.(3)20世纪80年代以后,中国的东北、华北、西北、长江下游地区与云南南部春季物候期提前,西南地区东部、长江中游地区春季物候期推迟;这一变化趋势与中国生长期期间的温度变化趋势相对应.     

历史时期黄河改道对运河变迁的影响

历史时期运河与黄河常发生交汇或连通,黄河的决溢或改道势必对运河变迁产生影响.在前人研究的基础上,通过爬梳相关历史文献,探讨了历史时期黄运关系的变化,分析了黄河改道对运河变迁的影响.认为金元以前,黄运关系相对简单,金元以来,黄运矛盾突出,黄河的决溢或改道直接导致了明后期运河大规模的改道.清末黄河的决徙和漕运的没落虽然改变了黄运关系的格局,但两者的关系仍客观存在.南水北调东线工程实施后,届时黄运关系的研究对治黄、治运将具有新的意义.     

1961—2020年伊洛河流域径流变化及归因分析

分析伊洛河流域的径流变化特征,量化不同因素对径流变化的影响,对于科学应对该地区及黄河下游的生态保护具有重要意义.采用Budyko假设方法定量计算人为因素和气候因子对伊洛河流域径流变化的贡献率.结果发现：(1)伊洛河流域黑石关水文站的年径流量在1961—2020年间显现为显著减少（P<0.05）.(2)1985年是伊洛河流域黑石关水文站1961—2020年径流时间序列数据的突变年份.(3)人为因素、降水量和参考蒸发量对伊洛河流域黑石关水文站径流变化的贡献率分别为55.72%,52.42%和-8.14%.本研究对维持伊洛河及黄河下游生态系统的完整性和可持续发展具有重要的理论参考和现实意义.     

黄河中下游与江淮流域的降水量和入渗深度关系分析

为深入挖掘和充分利用清代档案中雨分寸记载所反映的降水信息,并重建1736—1911年的降水量序列,文中仿照清代雨分寸的观测方法,在黄河中下游和江淮流域（105°E以东,30°-40°N）选取了10个具有气候和土质代表性的站点,开展了自然降水入渗实验,观测了降水量,降水强度,前期土壤含水量和降水入渗深度等参数。统计分析表明：降水量是影响入渗深度的主要因子,二者呈明显的正相关;且各因子对入渗深度的影响在黄河中下游和江淮流域均具有明显的区域差异。在此基础上,建立了各地降水量与入渗深度的关系方程,其中多数方程的方差解释量达60％以上,为利用清代雨分寸记载重建各地的降水量提供了定量关系模型。     

清代济南市洪涝灾害研究

通过对文献资料的收集、整理和分析,对清代济南洪涝灾害的时间特征、灾害的等级序列和灾害成因进行了研究.结果表明:在清代268年间济南市共发生洪涝灾害110次,其中轻度涝灾41次,中度涝灾60次,大涝灾6次,特大涝灾3次;清代济南地区洪涝灾害变化可分为4个阶段,其中第1阶段(1644-1709年)和第3阶段(1780-1839年)为涝灾少发期,第2阶段(1710-1779年)和第4阶段(1840-1919年)为涝灾多发期;而且从早期到晚期洪涝灾害发生频率呈明显的增加趋势,洪涝灾害的成灾强度也呈现增强趋势.降水季节分配不均、降水集中、年降水量明显增加,是该地区清代洪涝灾害多发的主要原因,同时人类对自然环境的不合理改造和不科学的利用方式也加剧了洪涝灾害的发生及成灾程度.     

准格尔旗气候波动与粮食生产变化分析

通过对准格尔旗气候生产潜力及其水热因子，粮食单产的时间序列分析，揭示了气候波动对粮食生产变化的制约关系，在目前旱农为主的农业生态系统中，降水多寡的年际变化是导致粮食生产不稳定的根本原因，降水的分配状况可加强或削弱这种作用。     

玛纳斯河流域绿洲区气候的变化特征

利用玛纳斯河流域绿洲区5个气象台站1961~2003年气温、降水和蒸发量资料,分析了该绿洲区气候变化趋势及突变情况。结果表明:近43年来玛纳斯河流域绿洲区年平均气温及四季气温均普遍升高,其中以春、冬两季最为明显;降水量的变化呈现出显著的增加趋势,1987~2000年比1961~1986年平均降水量增多24.8%。降水偏多主要是在冬季和夏季,分别偏多了24.3%和16.2%;四季和年蒸发量都是呈现下降趋势,四季中以夏季和春季下降趋势最为明显,趋势系数分别为-0.25和-0.37通过了置信度α=95%的置信检验;玛纳斯河流域绿洲区降水,用Mann-kendall方法检验在1983年发生了由低向高的突变,温度在1995年发生了由低向高的突变。这些气候趋势和突变现象的发生,都能明显地反映在荒漠生态与环境变化中。     

玛纳斯河流域降水与径流变化及其人类活动的影响

玛纳斯河流域发源于北天山中段,消失于准噶尔盆地西缘,是天山北麓流量最大的内流河.河流贯穿于山地-绿洲-荒漠系统,地表过程复杂.其绿洲受人类活动影响较大.高山区的冰雪融水和玛纳斯河上游的降水是该流域的主要径流水源.文章根据玛纳斯河流域基本气象台站建站以来的月平均气温、降水和年平均气温、降水和流量的资料,使用概率统计时间序列方法分析了流域气温、降水和径流的年内、年际变化特点并对突变年代做了检测,就径流对气候变化的响应做进一步的探讨.结果表明：玛纳斯河流域升温趋势显著,50年温度序列Mann-Kendall方法突变检验,通过了α=0.05的置信检验,表明气温在1995年发生了由低到高的突变,气候变暖主要在冬季.降水1983年发生了由少到多的突变,降水增加主要在春季和夏季.进一步分析表明玛纳斯河流域径流变化与降水变化有密切的正相关性,与气温变化的关系较为复杂.     

1841年黄河决溢围困开封城的空间再现及原因分析

开封城市的兴衰与黄河变迁关系密切.道光二十一年(1841年)黄河决溢围困开封洪水事件,是开封城市发展史上黄河7次入城当中仅次于崇祯十五年(1642年)的重大城灾事件,亦是距今最近的一次灾害,对开封城市影响深远.结合《汴梁水灾纪略》绘制出多幅黄水决溢围困开封形势图,总结出灾害的发生具有漫水灌城、大溜分股浸城、大溜冲射危及西北城隅和堵御黄河决口等阶段性特征.从水情、地形以及人文因素等探讨灾害发生的原因,"虽由天灾,实为人祸",是这场灾害的真实写照.通过现代技术手段复原出灾害的地理空间场景,为重新解读灾害事件拓宽了新的学术视角,也可为今日黄河水患治理提供借鉴.     

黄河中游黄土区古土壤分布特征及其反映的古气候意义

本文对黄河中游地区古土壤分布特征提出了一些新的认识。该区有过约50决温湿到干冷的古气候波动,形成了约50层古土壤,并将其划分为5个古土壤组合带。     

基于Copula函数的深圳河流域降雨潮位组合风险分析

在全球气候变化背景下,降水和潮位变化是滨海城市洪涝灾害的主要原因. 定量评估滨海城市降雨潮位组合风险率,对于滨海城市洪涝灾害的防治具有十分重要的现实意义. 本文基于深圳站53 a最大日降水量与赤湾站相应最高潮位数据,通过K-S检验、C-vM检验、AIC准则和BIC准则进行边缘分布函数优选,采用Archimedean Copula函数,定量评估了深圳河流域不同重现期下降水和潮位的双阈值组合风险率和单域值组合风险率. 结果表明:深圳河流域降水序列和潮位序列的最优边缘分布函数分别为GEV和Lognormal分布;降水和潮位之间呈现较弱的正相关性; Clayton Copula函数对于深圳河流域雨潮遭遇联合分布特征拟合效果最好;随着降水和潮位重现期的增大,深圳河流域的双阈值组合风险率和单域值组合风险率均呈减小趋势,但二者之间的差距逐渐增大;对于降水和潮位重现期不同时的特定组合风险率,若降水重现期较大,则潮位重现期较小,反之亦然.      

近半世纪宝鸡市干旱特征及模型预测研究

根据1952-2004年西北干旱区宝鸡市降水资料,对年际、年内降水序列进行干旱统计,通过趋势、频率分析法和突变检测方法分析了宝鸡市53 a降水的变化规律及干旱变化特征;针对降水序列变化特征建立门限自回归模型,对干旱情灾害进行预测,利用实测资料进行检验研究等分析.结果表明,宝鸡市降水量自1984年后存在减少的趋势.降水序列存在阶段性震荡变化,90年代后旱情发生频率增加,2000年左右降水量序列发生突变,降水资源量略有增加,干旱情况有所缓解.     

清代珠江流域旱涝灾害变化特征与R/S分析

在整理清代1644-1911年的历史文献资料的基础上,统计了珠江流域以及各个子流域的旱涝灾害发生频次.利用滑动平均、小波分析等方法研究了清代珠江流域的旱涝灾害演变趋势和周期;通过R/S分析计算Hurst指数,预测未来旱涝变化特征,并通过近50年的气象降水资料计算的SPI指数对预测结果进行验证.结果表明:清代珠江流域洪涝灾害的频次整体高于干旱灾害的频次,其中1695年、 1860年和1894年既发生了流域性干旱也发生了流域性洪涝;旱涝频次的主要振荡周期为32～34 a;珠江流域未来的干旱、洪涝灾害整体变化将与过去的变化趋势一致,且流域洪涝序列的Hurst指数比干旱序列的Hurst指数更为接近1.0,说明清代珠江流域洪涝序列的趋势延续性比干旱序列更强.     

区域尺度植被降水利用效率的时空变化特征——以洮河流域为例

采用CASA模型估算洮河流域植被净初级生产力和降水利用效率,利用Sen斜率和相关性分析方法量化分析洮河流域2001-2010年植被降水利用效率的时空变化特征及气候关联.结果表明:2001-2010年洮河流域平均降水利用效率为0.73 g/(m~2·mm),青藏高原东北缘高于黄土高原西南缘;不同植被类型的降水利用效率差别较大,阔叶林最高,裸地最低;降水利用效率越高年际波动越明显.统计期间,流域降水利用效率整体表现出增长趋势,发生显著变化的区域主要分布于青藏片区中东部和黄土片区中北部;空间分析表明,洮河流域大部分区域的降水利用效率与降水量呈现较高的负相关性,两区相比,青藏片区更加显著.     

试析淮河洪涝灾害成因

淮河地处我国南北气候、高低纬度和陆海交互作用的3种过渡带的重叠地区,是七大江河中洪涝灾害最频繁、灾情最严重的河流之一。究其原因有3大方面、9点内容。第一,与流域所处的特殊和不利的自然地理条件密切相关。①天气上,致洪暴雨天气系统众多且组合十分复杂;降雨时空分布很不均匀,降水量年际变化剧烈。②地形上,众多支流均在干流中游汇入,平原洼地占流域面积的60%,形成“关门淹”,难以下泄洪水和排除涝水。③土壤上,淮北平原和黄泛平原土壤土质紧密,水分不易下渗,最易发生涝渍。第二,与黄河661年之久的长期夺淮有着直接联系。④淮河不能直接入海,改流入江,下游地区水灾日益加重。⑤水系巨大变迁,原本统一的淮河划分为淮河水系和沂沭泗水系,且河系紊乱、河道淤废、排水不畅。⑥洪泽湖的逐渐淤积抬高和入湖河口段倒比降的形成,使中游河道下泄不畅。⑦淮河干流中下游河床比降小,甚至出现倒比降,洪水过程极其平缓。⑧黄泛区涝灾尤其突出。第三,不合理的人类活动加剧了洪涝灾害。⑨因不合理的人类活动而水土流失淤积河道及人为设障,使得河道的行洪能力下降。     

"金星凌日"与黄河中下游大洪水相关性研究

本文采用取象比类方法对2187年来的“金星凌日”与黄河中下游发生大洪水的年份进行比较研究,发现二者之间存在某种相关性,尤其是公元前184年至公元60年期间(相隔243年)黄河中下游发生大洪水的年份与公元1761年至公元2004年期间(相隔243年)黄河中下游发生大洪水的年份,存在着某种规律,有着极好的同步性和一致性;同时指出,应对2004年6月8日“金星凌日”后的汛期(7月至9月期间)我国黄河中下游存在发生大洪水的可能性予以高度重视。     

沣河流域水系中的硝酸盐来源时空解析

近年来,人类活动使得流域中的氮素急剧增加,河流氮污染成为研究的热点问题;然而识别水体硝酸盐来源、贡献比例仍然是氮循环的难点问题,有必要从全流域尺度进行研究。文章选取沣河水系,测定其河水溶解态硝酸盐氮、氧同位素组成,并结合水化学和重要阴离子时空变化及土地利用等数据,有效识别了沣河水系上、中、下游,丰水期及枯水期和春季雨水期氮素来源的时空变化;结合同位素质量平衡模型,定量分析了沣河主干中下游各硝态氮来源的贡献比例的变化。结果显示:丰水期,沣河水系硝态氮主要来源是大气降水,其中中下游大气降水对硝态氮贡献比例平均为68%;枯水期土壤有机氮是上游河流硝态氮的主要来源,中下游硝态氮主要来源于污水和粪肥,其贡献比例平均为67%;春季雨水期,上游硝态氮的来源主要是大气降水和土壤有机氮,中下游硝态氮来源主要是污水和粪肥、大气降水及化肥,中下游各硝态氮来源平均贡献平均比分别为:污水和粪肥(66.4±17.4)%、大气降水(25.4±23.3)%,化肥(8.2±8.0)%。