基于融雪性洪水发生机理,选取积雪深度、高程、地势起伏度、坡度、水系距离和土地利用类型6个关键因子,结合历史灾情数据,应用信息量模型对春季融雪洪水危险性进行定量评价和区划。结果表明:(1)额尔齐斯河流域春季融雪洪水多发生在海拔1 500 m以下山前平原和河流附近的草地、耕地和居民用地区域;(2)积雪深度和水系距离是影响春季融雪洪水危险性的重要因素。积雪深度在40~50 cm、水系距离在1~2 km的区域洪水发生风险显著(;3)5组随机实验模型平均AUC值为0.86,验证了基于选定的6个关键指标因子,应用信息量模型评价额尔齐斯河流域春季融雪洪水危险性的有效性。
全球变暖加剧了冰川、积雪消融,极大程度的影响到以冰川、融雪融水为主要径流补给的流域的来水过程,增加了洪水风险。以阿克苏河流域为研究对象,重点分析了在气候变化背景下,洪水期来水量、洪水历时以及洪水峰型的变化规律及其对阿克苏河下泄的影响。结果表明:1957—2022年间洪水期来水量呈增长趋势,洪水期来水量与年径流量的比值呈减少趋势;随着年径流量的增大及代际的推移,洪水发生时间提前,结束时间滞后,洪水历时延长,洪峰流量增加;单峰型、双峰型和多峰型出现几率分别为66.7%、22.2%和11.1%;受洪水期来水影响,流域下泄水量呈增加趋势,但不满足规划目标;为减轻洪灾损失,满足下泄水量目标,建议加快流域大型控制性水利枢纽工程建设,并开展相关调度方案研究。研究成果对于保护流域下游财产安全及流域洪水资源的合理利用具有一定的指导意义。
结合新疆地区宁家河流域水文站实测洪水资料及附近气象站点资料,对宁家河融雪洪水特征及主要成因进行探讨。结果表明:不同年代际宁家河流域春季融雪洪水量总体呈现弱递增变化,线性倾向率为0.08×10~8m3/10a,气温变化是其春季融雪洪水变化的主因,其次为积雪量及积雪深度,初春降水总体和其融雪洪量具好关联性。宁家河流域春季融雪洪水年份对应的冬季冻土深最高平均值在130cm左右。
在全球气候变暖背景下,青藏高原及周边地区的冰川整体处于快速退缩状态,导致冰川的不稳定性增加,冰川灾害的风险程度加剧,如冰崩、冰川跃动、冰湖溃决洪水和冰川泥石流等灾害事件频发(邬光剑等,2019)。据不完全统计,自20世纪以来,西藏冰湖溃决灾害呈增加趋势,已有33个冰湖前后发生37次溃决,主要分布于海洋性和大陆性冰川的过渡带,以及帕隆藏布流域的海洋性冰川地带,溃决机制也呈多样化发展(刘建康等,2019)。
沟谷灾害链是近期才引起学界关注的灾害类型,也是川藏铁路交通廊道建设和运营中面临的巨大挑战。作者提出了沟谷灾害链的定义及组成要素,通过分析大量已发生沟谷灾害链事件,总结了沟谷灾害链的特性与类型,归纳出常见沟谷灾害链的演化模式,探讨了影响沟谷灾害链的关键物理过程,提出了沟谷灾害链的风险评估及防控对策思路,取得了以下结论:1)沟谷灾害链由潜在孕灾体、原生灾害、次生灾害(系列)和承灾体构成,具有时间相接、空间相连、因果关联、链式演进的典型特性;根据原生灾害类型可将沟谷灾害链分为滑坡灾害链、泥石流灾害链和冰湖灾害链3个大类和11个小类,这些演化模式可以通过3个关键过程(崩塌/滑坡–碎屑流/泥石流、滑坡/泥石流堵江–堰塞湖、堰塞湖/冰湖溃决)组合得到。2)沟谷灾害链的形成包含两种模式:一是,原生灾害体的物理力学性质在运动中发生改变而形成次生灾害;二是,原生灾害改变次生灾害体的形成条件进而诱发次生灾害。3)沟谷灾害链的风险评估要同时关注原生灾害的起动机制和次生灾害的链生机制,要强化潜在灾害链物源的准确识别,加强对灾种转化过程的科学认识,量化灾种转化机制和临界条件,构建灾害链全过程数值模拟评估方法,开...
高海拔冰碛湖溃决灾害是青藏高原地区主要自然灾害之一,严重影响着下游地区基础设施及人民生命财产安全。近年来随着气候变暖,青藏高原地区冰川普遍退缩、冰川融水增加、冰碛湖扩张迅速,且高海拔冰碛湖溃决可能性骤增。通过2017年实地勘测数据,结合文献资料、地形图、遥感影像和冰川编目数据,分析了申姆错冰湖的基本特征,采用冰湖溃决指标评价体系对其溃决的可能性进行了分析和探讨。结果表明:(1) 1987~2016年,申姆错冰湖面积从0.96 km2扩张为1.87 km2,水位上升3.16 m,湖冰厚度0.21 m,坝体存在不稳定因素且有溢流口,流域内自2000年以来气温、降水均呈增加(升高)趋势;(2)依据喜马拉雅山潜在危险冰湖筛选指标及其判别标准,申姆错冰湖为潜在危险冰碛湖。研究结果可为该地区防灾减灾及水资源开发管理提供参考。
针对全球变化背景下极端升温、暴雪和雪面雨等事件增多以及我国西北干旱区融雪洪水灾害风险增大问题,简要概述了干旱区融雪洪水预报预警系统及其关键技术的研究进展,重点阐述了近年来发生频率增加、灾害风险大,但在干旱区未引起重视的雪面雨洪水的研究进展,提出了西北干旱区融雪洪水高精度预报预警所面临的关键科学问题,指出需在揭示干旱区融雪洪水灾害致灾机理、成灾机制及其演化规律基础上,研发干旱区融雪洪水灾害监测预警装置并构建立体监测体系,研究雨雪冰混合洪水形成及演进过程并建立模型,构建洪水风险评估指标体系,建成干旱区融雪洪水智能化预报预警决策支持平台,动态展示流域实时、潜在及未来超标准融雪洪水的淹没范围,评估风险程度,并提出防洪技术和工程方案以及洪水资源化利用途径等应对措施。
降水是水文模拟和预报的关键。作为全球降水观测计划(GPM)的前身,新一代多卫星遥感降水反演技术的出现使得低成本快速获取数据质量更好、时空分辨率更高、覆盖范围更广的实时连续降水资料成为可能,多卫星遥感降水与分布式水文模型的集成为大尺度流域(特别是无资料或少资料地区)的水文模拟和洪水预报提供了新的契机。本项目拟在中国南北两个典型流域各建立一个加密实验格网,并结合站点观测数据对三种国际上主流的多卫星遥感降水进行地面验证,从反演机理上探讨影响遥感降水精度的关键因素;将遥感降水与分布式垂向混合产流模型进行集成,定量评估三种主流遥感降水在典型流域的水文模拟和预报能力;解析不同空间分辨率遥感降水在洪水预报中的多维误差结构,揭示新传感器引入和关键算法更新对遥感降水的水文模拟和预报能力的影响。本项目研究成果可以为我国即将发射的降雨雷达星在洪涝灾害预报中的应用提供重要的技术借鉴和理论参考。
2014-01利用天山北坡军塘湖流域2009、2010年春季融雪期季节性冻土湿度、雪深及流量数据,对春季融雪洪水与季节冻土的湿度变化进行分析,结果发现:(1)融雪期融雪洪水的流量与雪深、季节性冻土的湿度具有密切的关系,雪深及季节性冻土的湿度决定着融雪洪水峰值变化;(2)季节性冻土表层10cm范围内湿度的变化会导致融雪洪水的产生,而10cm以下季节性冻土的湿度剧烈变化引起融雪水的下渗而削弱了洪峰、降低了峰值。季节性冻土湿度的变化改变了下垫面的产流方式,研究季节性冻土湿度变化对融雪洪水的影响,对春节融雪洪水的预报具有重要意义。