新疆阿克苏河洪水类型特征分析

利用阿克苏河两条史流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征,阿克苏河西史托什干河主汛期在5—8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7—8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水的作用更大。托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雷（冰）型、融雪（冰）叠加冰湖渍坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪（冰）型,对阿克苏河1987年气候转型之后的年最大洪峰流量排名在有正式水文记录以来前15位的洪水进行分类。     

阿克苏河洪水类型及其形成的500hPa环流特征

利用阿克苏河两条支流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征.阿克苏河西支托什干河主汛期在5~8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7~8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水作用更大.托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雪(冰)型、融雪(冰)叠加冰湖溃坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪(冰)型.年最大流量排名前15位的洪水中,阿克苏河两条支流与干流在1987年以后分别出现了7~9a,在此基础上分析归纳了三类形成阿克苏河流域主要洪水的500hPa环流模型.阿克苏河流域主汛期形成混合型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊稳定在天山山区中部及以东地区,5880gpm等高线北界稳定在天山上空或天山以北,西部边界在帕米尔高原以东的南疆盆地上空,中亚地区为副热带低槽活动区,环流形势相对稳定.主汛期形成融雪(冰)型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊向北发展且稳定维持3d以上,5880gpm等高线北界稳定在天山以北,西部边界在帕米尔高原以西.春季形成融雪型洪水的500hPa环流特征为:帕米尔高原及西天山受新疆高压脊控制,稳定维持3d以上,高压脊内5840gpm等高线北边界维持在40°N以北.     

新疆阿克苏河流域洪水演变趋势研究

全球气候变暖将加剧水循环,增大洪水风险。阿克苏河流域位于天山南坡,是北半球中纬度典型的高山流域。本流域不仅有暴雨洪水、冰川和积雪融水造成的洪水,而且还有冰川溃决突发洪水。以阿克苏河的两条支流库玛拉克河和托什干河为研究对象,利用块最大值抽样方法（block maximum）和超定量阈值（peak over threshold,POT）抽样方法提取出1958—2011年的洪水事件,其中基于POT方法在两条支流分别提取106次和112次洪水事件,主要集中在6月、7月和8月份。研究表明：阿克苏河的两条支流库玛拉克河和托什干河的年最大洪水强度分别以8.48 m³?s^-1和3.40 m³?s^-1的速率增加;在洪水发生时间上,以冰川融水补给为主的库玛拉克河,洪水发生时间有提前的趋势,而以降雨和融雪水补给为主的托什干河,洪水发生时间变得更加分散,表现为春季最大洪水提前、秋季最大洪水推后。     

阿克苏河流域洪水的时空分布特征分析

以阿克苏河流域洪水为研究对象,通过调查洪水成因、类型、时空分布进行分析,并结合分期设计洪水成果,分析各分期洪水的统计参数和同频率设计值的年内变化规律,与年最大洪水的统计参数和同频率设计值进行比较,评价设计成果的合理性。结果表明:阿克苏河洪水源自托什干河和库玛拉克河两大支流,洪水成因主要是冰雪消融、冰川突发洪水和局地暴雨;洪水类型多样化,主要分为冰雪消融洪水、冰川突发洪水、暴雨洪水、暴雨及冰雪消融混合型洪水、冰雪消融与冰川突发洪水混合型洪水。年最大洪峰流量发生时间跨度大,最大洪峰流量从5-9月均有发生,6-的设计值均小于同频率下的年最大洪水,Cv与Cs均大于年最大洪水,计算结果较为合理。分析结果可为相关研究提供参考。     

新疆天山南坡库玛拉克河洪水成因及特性分析

库玛拉克河发源于天山以南西段中部的汗腾格里峰的西侧,地处西来水汽输送通道,流域山体高大、支沟发育、坡陡流急,山洪灾害频发,其主要洪水类型为混合型洪水和暴雨洪水。50多年实测洪水资料表明,随着系列的增加,该河年最大洪峰流量模比系数、变差系数、偏态系数均呈波动性增加趋势,说明其洪水发生频次及量级均有增大趋势。分析影响洪水发生规律的主要因素为高空气温,气候波动与前期降水。     

0℃层高度与夏季阿克苏河洪水的关系

应用阿克苏河两条支流的出山口水文站日流量资料, 以及流域及其周边3个探空站的0 ℃层高度资料, 分析了1999年夏季阿克苏河流域特大洪水期间0 ℃层高度与日流量的关系. 阿克苏等3站的0 ℃层高度逐日变化与阿克苏河两条支流逐日流量之间有显著的相关关系. 托什干河日流量与超前2～3 d、持续3～4 d的0 ℃层高度累积值之间的相关系数最大; 库玛拉克河日流量则与超前3～4 d、持续4～5 d的0 ℃层高度累积值之间的关系最为密切. 阿克苏河流域东部库车站的0 ℃层高度与托什干河日流量之间的关系最密切; 中部的阿克苏站、西部的喀什站的0 ℃层高度与库玛拉克河日流量之间的关系更加显著. 1999年特大洪水中, 阿克苏河日流量与0 ℃层高度之间呈指数函数关系. 以0 ℃层高度为因子, 建立了阿克苏河两条支流4个日流量序列的非线性多元回归模型.     

1957-2010年天山玛纳斯河流域夏季径流及洪水过程对极端气候事件的响应

利用玛纳斯河流域肯斯瓦特站1957-2010年的气温、 降水和洪水径流等资料, 分析了该流域自1957年以来的气候变化以及夏季洪水径流过程对极端气候的响应. 结果表明: 玛纳斯河流域自1957年以来平均气温呈明显的上升趋势, 1979年是年均温由下降趋势转为上升的转折点, 并且1978年之后极端高温天气增多, 主要出现在7月份.玛纳斯河年降水量总的变化趋势是波动减少的, 1986年以后降水有所增加, 但只是恢复到多年平均降水量水平的上下波动.降水主要集中在4-8月, 约占年降水量的70%.气温高的月份与降水量多的月份并不完全对应, 如5月份气温较低, 但降水较大; 7月气温最高, 但6月降水量最大; 8月气温较高, 但降水量较少.玛纳斯河年径流主要集中在6-9月, 4个月的总径流量约占全年总径流量的80%, 7月份径流量最大, 约占全年总径流量的28.8%.历年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 1993年是最大洪峰流量由下降变为增多的转折点, 而1994-2010年最大洪峰流量基本保持在高位上下波动.最大15日洪量占年径流量的比例较大, 说明洪水过程持续时间较长, 汛期水量较为集中.最大洪峰流量出现时间基本都在7月和8月上旬.玛纳斯河夏季月径流与夏季月气温和降水的关系并不密切, 低度相关, 说明玛纳斯河流域自1993年以来夏季洪水频繁发生, 尤其超标准洪水次数增多、 量级增大主要是由于夏季极端高温和极端降水天气增多引起的.     

乌鲁木齐河山前区河道地质与洪水渗漏损失分析

乌鲁木齐河由南向北纵贯乌鲁木齐市区, 洪水成因主要为冰雪消融与降水形成的混合型洪水, 对城市危害较大. 为预防和减轻洪水对城市造成灾害, 依据水文站大量实测洪水、 气象资料, 并以河流地质资料为基础, 对洪水过程的渗漏损失量进行了估算, 对河流出山口以后山前区河流洪水演变、 洪水波的运动规律进行了分析. 乌鲁木齐河洪峰衰减量随洪水量级增大而增加, 但洪峰相对衰减量却随洪水量级增大而减少. 这种洪峰衰减损失与河流山前带地质结构及洪水到达乌拉泊站前所经山前冲洪积扇的砂卵砾石层分布有关. 连续发生数日洪水时, 由于出山口以后下垫面中含水量的增加, 相对衰减量会变逐渐减少. 相关关系分析表明, 利用乘幂关系可对河流出山口乌拉泊站的洪峰流量进行预报. 基于该关系对下游洪水过程的预报, 可以为下游水利工程、 城市防洪管理等提供决策依据.     

2015年夏季南疆地区高温冰雪洪水特征

2015年7月中旬开始至8月初,新疆地区受东移的伊朗高压控制,新疆南疆塔里木河流域及其周边区域遭遇历史同期罕见高温天气.南疆地区和天山山区7月平均气温分别为27.9℃、17.8℃,较常年分别偏高2.3℃、2.6℃,偏高幅度均居历史同期第一位;南疆及天山山区共计42站7月平均气温突破同期历史极值,使该地区从高空到地面不同高度气温都同时升高.0℃层高度都高于雪线高度,导致南疆多条河流发生冰雪消融性洪水,造成不同程度的洪水灾害.此次由高温天气产生的多条河流冰雪消融性洪水,由于具有充足的水热因子,致使南疆多条河流超过警戒流量和保证流量.尼雅河出现有实测资料以来第2位的洪水,阿克苏库玛拉克河发生有实测资料以来第3位的洪水;发生洪水的河流范围之广、持续时间之长历史罕见,叶尔羌河、玉龙喀什河、喀拉喀什河超警戒流量持续时间在半个月以上,叶尔羌河达到25 d.通过对历年冰雪消融性洪水资料分析,洪峰流量和日流量（洪量）与高空温度有较好的相关性,由此建立冰雪消融性洪水预报模型,应用在2015年夏季洪水预报中取得明显的效果,对于今后预报此类洪水提供了有益的借鉴.     

影响阿克苏河年径流量变化的前期大气环流指数因子研究

应用阿克苏河两条支流的年径流量和国家气候中心发布的74类大气环流月指数资料,分析了年径流量与前一年大气环流月指数之间的关系.用滑动相关法提取初始因子库,建立回归模型和集合分析,得到超级集合回归模型.托什干河年径流量监测序列与超级集合拟合(预测)序列的相关系数达0.8766,而库玛拉克河达到0.8122.用逐级反推法,确定影响两条支流年径流量年际变化的前一年环流指数因子.影响托什干河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续1个月的因子居多;影响库玛拉克河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续2个月的因子居多,其次是4个月、1个月.影响两条支流年径流量的前期大气环流指数因子的种类、空间分布、时间分布、持续影响时间等差异很大,这些不同与阿克苏河两条支流的流域参数、地表水来源组成、地表径流形成的气象条件等多方面的差异有关.     

1961-2004年新疆气候突变分析

利用1961-2004年新疆53个气象台站逐日平均最高气温、平均最低气温和降水数据,采用Mann-Kendall法分别对北疆、天山山区和南疆气温、日较差和降水年序列进行了突变分析,同时利用滑动t检验和Yamamoto法对突变点的真伪做了验证.结果表明:1961-2004年北疆、天山山区和南疆年平均最低气温上升速率均明显高于年平均最高气温,年平均日较差均呈显著下降趋势,年降水量均有增加趋势.北疆年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1988年、1979年和1984年发生了突变;天山山区年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1985年、1983年和1992年发生了突变;南疆年平均最高气温、年均最低气温及年平均日较差分别在1993年、1991年和1981年发生了突变.20世纪80年代中期以来北疆、天山山区、南疆均进入增温多雨时期.这些结果对进一步研究和预测新疆气候有着重要意义,为研究全国甚至全球气候变化提供重要依据,同时也为决策者提供决策依据.     

西天山山区气候变化与灌区绿洲气候效应

对近40a西天山山区气候变化的特点及其变化趋势进行了分析,并以阿克苏源流区、阿克苏灌区以及叶尔羌河灌区的14个气象站的观测资料(1961—2000年)为基础,重点研究了灌区的气候变化及绿洲气候效应.20世纪90年代以来,各区域的气温增高,降水增多,其中在源流地区降水增加幅度最大,而沙尘暴、浮尘和大风日数都有明显的下降.最后,讨论了气候变化与绿洲发展的关系.     

新疆天山北坡中段河流冰凌洪水特征分析

冰凌洪水(冰洪)是新疆天山北坡中段河流冬季的一种特殊洪水,其暴发主要受气温、逆温带范围、冬季河流来水量、冰情冰厚、地势.河道弯曲率和河床条件等多种因素影响."冰洪"具有随机性、规律性和不重复性三种特性,冰凌洪水的峰型类似于暴雨洪水具有陡涨陡落的特点,峰前陡峭而落峰则相对缓一些.以四棵树河为典型流域,对冰凌洪水的成因、发展和运动规律进行研究,并发现冰凌洪水具有"水鼓冰开"现象.对四棵树河1967-2006年冰洪流量的年内、年际分布情况看,20世纪70-80年代由于冬季气候寒冷,是"冰洪"发生最多的时期;自进入20世纪90年代以来由于受全球气候变暖等因素影响,冰凌洪水呈现衰退趋势,气候变暖对冰洪影响非常大.     

近50a西北地区年径流变化反映的区域气候差异

应用我国西部主要河流1951-2000年年径流资料,分析径流变化的区域特征.结果表明:中国西部地区大部分河流径流呈增加趋势,特别是天山南坡逐河流增加最为显著,最高达14%·(10a)^-1,其年径流的变化过程相关分析和差积曲线显示,西北地区西部新疆地区与东部的黄河上游年径流变化呈反相变化特征,而西北地区东部河流径流变化则与黄河上游的径流呈正相关关系.西北地区东部黄河年径流和西北太平洋夏季季风指数及其差积曲线表现出一致的变化过程,这表明了黄河上游径流变化主要受东亚季风的影响,同时由于东亚季风与西风在西北地区的相互作用,间接的影响到了新疆地区的径流和降水.这从一个侧面反映的西风带、东亚季风和高原季风的相互作用.     

新疆河流洪水与洪灾的变化趋势

在西北气候由暖干转向暖湿的过程中,新疆河流的洪水和洪灾反映明显.对新疆29条河流选取年最大洪水,统计出超标准洪水、20a一遇、50a一遇洪水的出现频次进行分析,结果显示1987年后洪水量级、洪水频次呈增加的变化趋势.通过20世纪90年代以来灾害性洪水出现的频次、灾害损失的变化比较分析,90年代以来灾害性洪水尤其是灾害性暴雨洪水和突发性洪水呈现增加的态势,1987—2000年的灾害损失与1950—1986年相比增加了30倍.     

天山南坡黄水沟与清水河寒区流域极端水文事件对气候变化的响应

冰川、积雪和冻土变化产生的水文效应对下游水资源供给具有重要影响,近几十年来新疆区域洪水呈显著加重趋势,尤其是南疆区域洪水明显加剧. 以天山南坡黄水沟与清水河寒区流域为研究区域,通过分析水文站极端水文事件,结合流域上游山区巴伦台气象站资料,研究了高寒山地流域在气候变化背景下极端水文过程出现时间、年最大和最小径流的响应特征. 结果表明：1986年是水文过程的突变点,从1986年开始随着降水、气温的增加,河流径流量呈增加趋势;最大年径流出现时间从6月中下旬推迟到7月下旬;最大径流和最小径流与年径流量呈正相关关系,最大径流与夏季降水关系密切,而最小年径流与冬春季的气温关系密切. 随着1986年以来的气温升高,冻土退化产生的水文效应使冬季径流增加明显,也使年最小径流明显增大;1986年以来降水变化决定着年径流量增加,使年最大径流集中出现在夏季且量级增大. 总体来讲,20世纪80年代中期以后山区河流年极端洪峰量增大,洪水量增多,年际间变化幅度明显增大,从而对下游造成更严重的灾害. 因此,加强气候变化对寒区流域水资源和洪水灾害的影响评估,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

Restriction function of lithology and its composite structure to deformation and failure of mining coal seam floor

We examined spatial distribution characteristics of extreme hydrological events in Xinjiang, China, using district data from 1901 to 2010. Frequency distribution showed a general symmetry along the Tianshan Mountains, with even distribution in Junggar Basin and Tarim Basin. Frequency was more in the north-west than in the south-east. The maximum incidence was in west Tianshan Mountains and generally decreased south-eastward. There were significant regional variations in type distribution. Rainstorm floods were more common in central Xinjiang. Hailstorms mainly occurred in the central Junggar Basin, the southern slope of the western Tianshan Mountains and north-west of Tarim Basin. Debris flow was mainly distributed in Ili Valley and the central northern Tianshan Mountains. Glacier lake outburst floods were more common in the Karakorum Mountains and southern slopes of the western Tianshan Mountains. Ice floods were mainly distributed in the western Tianshan Mountains. Snow hazards were mainly distributed in the wide northern areas, especially the Altai Mountains and Hamilton Basin. Snowmelt floods were mainly distributed in the Tacheng Basin and Ili Valley. The incidence of extreme hydrological events was greatly affected by weather systems and terrain features.     

天山北坡精河1615—2007年径流量变化的树轮记录

中国天山北坡西部精河流域山区的树木年轮记录了气候与水文变化过程,利用树轮宽度重建流域径流量长期变化历史对艾比湖湿地自然保护区生态保护和流域水资源利用具有重要意义.建立了精河流域山区2个采样点的天山云杉树轮宽度年表,分析其对流域气象和水文要素的响应特征,建立了树轮宽度标准年表与精河水文站上年9月到当年8月径流量的线性转换方程(R2=37.5%, P<0.001),重建了公元1615—2007年的径流量变化历史.丰枯年份和持续丰枯期分析表明:精河出山口径流量重建序列包含7个丰水年和11个枯水年,且发生了13次持续丰水期和10次持续枯水期.多窗谱分析发现径流量序列在99%的置信水平上存在56.8 年、6.9 年、3.8 年、3.4 年、2.0~2.1 年周期,其中6.9 年对应厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的周期,同时还发现了重建序列与南方涛动指数的显著负相关(r =-0.329,n=56),表明研究区径流量受大尺度海气耦合模式的影响.精河径流量序列与天山北坡玛纳斯河和乌鲁木齐河的丰枯阶段以及天山山区、伊犁地区降水变化的干湿阶段较好的对应,表明天山北坡水文和气候变化的大尺度环流背景和驱动因子一致.     

新疆天山南麓柯坪河水文特性与洪水分析

柯坪河是天山南麓典型的雨水和泉水补给河流,河水主要为地下泉水出露补给,流量比较稳定,但暴雨的出现经常引起洪水发生.柯坪河仅有不足一年的水文观测,但河水主要是泉水补给,水量非常稳定,根据野外调查和推算,分析了柯坪河年内水文变化特征.依据洪水调查和文献查证,结合气象观测资料,分析了近百年来的典型洪水事件,建立了不同几率洪水发生的洪峰流量和洪水过程.最近几十年来的气温升高和降水增加,也使暴雨洪水的强度加强,并且频次增加.应加强对极端气候事件引发的洪水的监测和应对,在农业和水库安全运营上应注意和加强建立应对气候变化的措施.