长江上游洪涝灾害分析及防灾减灾措施

分析了长江上游洪水和渍涝灾害的发生频率、危害程度和演变趋势。在季风环流和山区地形抬升作用下，形成长江上游４个年雨量大于２０００ｍｍ的暴雨中心，使盆周和乌江上游成为雨洪多发区，各大江河汇合口普遍存在洪泛之害。夏季山洪、秋季雨涝、沿江洪水淹没和山区泥石流等水害频繁，且灾害的发生频率和造成的损失有继续增大的趋势，通过对历史灾情的分析，提出了洪涝频率和面积分布。洪涝灾害的危害程度既受天气异常的影响，又与人类活动密切相关。长江上游的防洪抗灾应采取因地制宜、综合治理的方针，即结合大型水库控制、水土保持、农田水利、灾害预警和社会保险等措施消减灾害，其中尤以长江上游防护林和大江河干流水库枢纽作用巨大，可起到削蓄洪水、涵养水源、减少侵蚀和改善生态环境条件的综合功效，是带根本性的流域治理措施。     

湖北省旱涝灾害的基本特征与成因分析

湖北省是我国自然灾害多发省份之一，其中旱涝灾害尤为严重，是社会经济发展的一大制约因素。首先研究了湖北省旱涝灾害的基本特征，认为按出现时段，洪涝可分为梅涝、盛夏涝、春涝和秋涝，干旱可分为伏秋干旱、春夏干旱、秋季干旱和冬季干旱，因而具有季节性；各区灾害严重程度不同，干旱可分为鄂东北干旱严重区、鄂东中部伏秋旱严重区、鄂西北春夏旱严重区和鄂西南干旱不严重区，洪涝可分为鄂东中部和江汉平原梅涝区、鄂东北和鄂东南春梅涝严重区、鄂西南夏秋涝区和鄂西北和三峡河谷少涝区，因而具有区域性；此外，还具有延续性、阶段性、周期性和连发性等特征。分析了湖北省旱涝灾害形成的主要因素，认为旱涝灾害是在天气气候因素、地貌因素、环境资源因素、抗灾能力因素、社会经济因素等自然因素和人为因素的共同作用下产生和发展的；旱涝灾害的形成，自然条件固然很重要，但形成严重灾害，则与人为因素有密切关系，这在20世纪表现得尤为明显。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

生态环境与洪旱灾害

笔者将自然运动与人类活动、生态环境与天气气候结合起来研究,求索洪旱灾害之谜,着重探讨了其中多种生态环境因素。由大灾后的反思,找出灾害加剧的人为原因是:人口激增、生态危机、水利失修等,提出要加强护灾减灾研究。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象,以水系分形维数为指标来描述流域水系特征,以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性,研究两者之间的关系,并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明,流域水系分维数越高,水系越复杂,其径流深序列Hurst指数则越高,其径流过程则越简单,反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性,径流越复杂,则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此,一般来说水系分维越高,水系越复杂,则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系,可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下,水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

基于洪旱灾害的雅鲁藏布江流域水资源脆弱性时空差异分析

水资源脆弱性分析是确立区域水资源问题和调控水安全的重要环节。雅鲁藏布江流域水资源丰富,但时空分布不均,洪旱灾害频发、经济欠发达,导致水资源脆弱性明显。基于1965～2014年的气象月尺度数据,分析流域降水分布特征、确定其干湿分区;采用标准化降水指数认识流域洪旱灾害时空分布状况,并从洪旱灾害及沙漠化、供用水及用水效益、调控能力3个方面构建流域水资源脆弱性指标评价体系,运用熵权法分析时空差异特征。结果表明:(1)流域多年平均降水量458 mm,空间上从西北向东南方向递增,上游日喀则市大部、中游拉萨市和山南地区属于中等干旱区,下游林芝市为湿润区;(2)流域内4区/市均易发生春旱和盛夏洪涝,干旱灾害发生率高于洪涝灾害发生率,拉萨市和林芝市易发生干旱重灾,山南地区易发生洪涝重灾;(3)流域及4区/市在2005～2014年间水资源脆弱性均呈下降趋势,山南地区、林芝市的降幅大于日喀则市、拉萨市;(4)流域水资源脆弱性的主导因子为干旱、洪涝、用水效益、管理能力、地区生产总值。流域水资源脆弱性特征为由洪旱灾害主导、调控能力弱、水资源利用效率低。     

武陵山地区干旱时空特征分析

利用1960~2012年降水气象资料,计算了武陵山区各个季节的降水距平指数,在此基础上,分季节分析了该区域干旱发生时空分布特点,其中,在春季和夏季,轻旱和中旱发生频率略高,中北部地区较重;在秋季和冬季,各个等级干旱均有较高频率分布,且不同等级分布格局有所不同。通过构建旱灾危害度指数,分析了各个季节及年度旱灾危险性空间分布特点,认为春旱和夏旱北部风险度较高,秋旱中东部风险度较高,冬旱在东北部及中部局部风险较高,年尺度旱灾风险区域整体较低。在此基础上,通过将各季节旱灾危害度与地形要素进行关系分析,认为春旱和夏旱与海拔相关度较高,各季节干旱与坡度及地形起伏度相关性不显著。本研究结论对武陵山区合理规划建设,发展农业生产具有一定参考意义。     

基于连续无有效降雨日数指标的江西省干旱时空分布特征

全球气候变化的背景下,由于降雨不均发生的干旱问题已严重威胁作物生长和粮食安全,探究江西省干旱特征为防灾抗旱和农作物生长提供理论参考。利用江西省15个气象台站1957～2015年的逐日降水资料,以连续无有效降水日数为指标,分别计算了不同季节的干旱频率、干旱站次比和干旱持续天数,得到干旱频率的空间分布特征,并分析干旱站次比和干旱持续天数的年际变化趋势;同时引入逐日干旱频率,研究江西省不同站点的逐日干旱动态变化。结果表明：(1)江西省各地区夏旱和秋旱频发,以7～11月伏秋旱最为严重;(2)春旱主要发生在赣南,夏旱高发地区主要在鄱阳湖平原和赣州南部,全省只有较少地区秋旱轻微,其他大部分地区秋旱较为严重,冬旱呈现由北向南逐渐增大的趋势,一年中赣州都是干旱发生较为严重的区域,为江西省干旱重灾区;(3)江西省与各子区域的变化趋势基本一致。春旱和秋旱年际变化呈增加趋势,仅赣南地区干旱强度略有减小;夏旱呈降低趋势;冬季干旱范围虽有增加趋势,但干旱强度有减轻的趋势;赣南地区干旱情况总体呈减弱的趋势,仅冬季干旱强度有增强的趋势。     

安徽省主要气象灾害趋势演变及其对粮食总产的影响

为了揭示安徽省主要气象灾害的现状和变化规律，保障粮食作物稳产高产。该文利用1986~2017年安徽省78个市、县的干旱、洪涝、风雹、低温冷冻害和雪灾等4类主要气象灾害的受灾、成灾率数据，采用气候倾向率、灰色关联度和R/S分析方法，分析了全省4类主要气象灾害的时空变化特征和未来发展趋势及其与粮食总产的关联度。结果表明：（1）全省4类气象灾害的受灾、成灾率均随年代呈下降趋势，近10年受灾、成灾率明显偏少；高值区多出现在淮北地区、皖南山区和大别山区，低值区大多出现在沿淮、江淮和沿江地区。（2）未来安徽省干旱受灾、成灾率将继续下降，洪涝将持续不明显的下降趋势，风雹、低温冷冻害和雪灾将由下降趋势转为平稳或略有上升的趋势。（3）4类气象灾害的受灾、成灾率与粮食总产量的关联度由高到低的排序均为: 洪涝、低温冷冻害和雪灾、干旱、风雹。由此说明洪涝是影响安徽省粮食生产最主要的气象灾害。     

基于模拟土壤含水量的长江上游#br# 干旱事件时空特征分析

干旱灾害是对我国农业生产和生态环境影响最为严重的自然灾害之一,研究干旱的时空变化特征对干旱的评估、预测有重要的指导意义。研究基于VIC（Variable Infiltration Capacity）模型模拟的50km分辨率的逐日土壤含水量数据,计算土壤含水量距平指数（SMAPI）并分析了长江流域上游1953~2013年历史干旱事件的时空变化特征。结果表明：（1）VIC模型能较好的模拟出1980~2000年长江流域上游出口宜昌断面的流量过程;（2）SMAPI指数能够反映长江流域上游实际干旱的发生、发展过程和严重程度,能够较好地再现历史干旱情形;（3）通过研究长江流域上游的干旱历时 面积 强度关系发现,干旱历时一定时,随着干旱面积的增加,干旱强度总体呈增强的趋势。研究结果对于深入认识长江流域上游历史干旱长期演变特征和增强区域防旱抗旱能力具有一定的理论和实用价值。 关键词： VIC模型;土壤含水量距平指数;时空特征;长江上游     

长江上游旱涝指标及其变化特征分析

利用长江上游流域51个气象观测站1961～2009年降水资料,计算了各站逐年、四季〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及区域旱涝指数,在此基础上分析了单站〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数旱涝等级划分的合理性,区域旱涝指数的年代际变化趋势,并对区域典型旱涝年的确定及旱涝成因进行了探讨。结果表明：（1）〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及以此为基础构建的区域旱涝指数能较好地反映长江上游流域年及四季旱涝变化,作为长江上游流域旱涝指标比较合理;（2）长江上游流域年及四季旱涝有明显的年代际变化特征,年及四季的干旱指数与雨涝指数基本呈反位相特征;（3）长江上游流域四季旱涝与500 hPa高度场分布形势有密切关系,除冬季旱涝与海温场关系较弱外,春、夏、秋季旱涝均与海温场关系密切。研究结论对长江上游流域可持续发展及三峡水库科学运营有一定参考意义     

流域问题的本质与长江流域的适度开发

流域文明发端于水 ,流域发展依赖于水 ,流域问题的本质表现为水。长江流域是我国水资源最为丰富的战略发展区域 ,但水土流失严重 ,水旱灾害频繁 ,生态破坏 ,环境污染 ,直接影响着 2 1世纪长江流域水资源的开发前景。本文分析了水与流域的发展关系 ,并通过总结世界大河流域发展的经验与教训 ,揭示了长江流域的水资源问题 ,提出了长江流域要适度开发的原则和对策。     

流域问题的本质与长江流域的适度开发

流域文明发端于水,流域发展依赖于水,流域问题的本质表现为水。长江流域是我国水资源最为丰富的战略发展区域。但水土流失严重,水旱灾害频繁,生态破坏,环境污染,直接影响着21世纪长江流域水资源的开发前景。分析了水与流域的发展关系,并通过总结世界大河流域发展的经验与教训,揭示了长江流域的水资源问题,提出了长江流域要适度开发的原则和对策。     

基于GIS技术及层次分析法的长江上游生态敏感性研究

选择在大尺度范围的长江上游开展生态敏感性研究,为长江上游水电开发的水资源保护及管理提供技术支撑及科学依据。在系统、翔实的辨识和分析长江上游区重要生境和生态敏感区的基础上,采用GIS技术与层次分析法结合的方式,筛选、识别和构建了生态敏感度评价指标体系,构建了敏感度的计算方法和综合评价方法,从而将属性数据库和空间图形数据库相关联,生成基于各评价单元生态敏感性专题评价成果图,从而揭示长江上游生态敏感性空间格局,为开展长江上游水电开发生态制约因素分析提供理论基础。研究表明：长江上游不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区和极度敏感区分别占长江上游总面积的74.14%、6.76%、8.25%、493%和593%。金沙江流域是长江上游区生态敏感性最高区域,其次是长江上游干流区和赤水河流域;长江流域生态敏感区重点分布于上游区,长江上游干支流水资源利用中需重视对各类生态敏感区的生态保护     

Toward achieving a sustainable management: characterization of land use/land cover in Sokoto Rima floodplain,Nigeria

Land use change is the main driving force of global environmental change and is considered as very central to the ongoing debate on sustainable development. Even though large volume of literature materials is available of land use/land cover (LU/LC) change for many areas, very little is known of it in the floodplain of the Sokoto Rima River Basin of Nigeria despite the basin’s strategic importance. Thus, this study characterized the basin’s LU/LC and its change using computer-based digital classification of near-anniversary Landsat 5 TM imagery of November 23, 1998, and Landsat 8 OLI of December 2, 2013. The results of the digital classification were complimented with field-based observations on major observable characteristics of every LU/LC identified. Thirteen classes (forest area, dense grassland, grassy fallow, grazed open grassland, open cultivation, open grain fallow farmland, pepper cultivation, rice farmland, scrubland, sugarcane farmland, dry bare land, sand deposit and wetland/water) were characterized and the nature and extent of their changes assessed. 40 % of the basin’s uses is under cultivation, 22 % is under fallow, 27 % is either degraded or non-cultivable, while 11 % is forested. Change events include forest loss, increase in area cultivated, expansion of shrub/scrubland and pervasiveness of grazing. The changes were more pronounced in the upper than either the central and southern segments of the basin. In general LU/LC changes in the basin are reflection of increased human population pressure and effects of climate change. The LU/LC patterns and changes suggest underutilization and mismanagement of the floodplain which have impact on soil, hydrology and biodiversity with serious implication for livelihood and food security. The study recommends that interventions are needed to promote enhanced and sustainable management of land, water and vegetation resources in the basin, with particular emphasis on empowering the local land users to participate actively toward sustainable management of the floodplain.     

基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究

土地利用快速变化对水环境带来较大影响,定量分析土地利用与水环境污染的关系是土地利用结构调整的重要依据。利用3S技术,通过SWAT模型对1983年与2012年昌江流域的水量和水质模拟,分析了土地利用时空变化,结合氨氮、总磷模拟数据,定量分析了土地利用变化下该流域的水环境污染负荷。研究结果表明:该区域林地、草地、水域、城镇及建设用地呈增加趋势,耕地则呈减小趋势。林地占比最大,为70%左右,其次为水田。水田为水环境非点源负荷贡献的第一大来源,且其占流域略多于20%的面积,贡献了该区域总磷总量的53.48%~57.01%和氨氮总量的51.86%~56.57%;农业耕作以25%的地类面积,贡献了60%~65%的非点源污染负荷;旱地的单位面积贡献污染负荷高于林地及城镇及建设用地,表明农业非点源污染是该区域水环境非点源污染的主要来源。     

南水北调工程及其生态安全：优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量，并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量，从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水，库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性，提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域，并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。     

流域植被水文效应的动态模拟

为了揭示森林植被水文效应的动态变化过程,将简化的简单生物圈模型与动态植被模型和流域地形指数水文模型相耦合进行长江上游梭磨河流域植被及其水文效应的动态模拟。结果表明：植被覆盖和叶面积指数的增加使植被蒸腾和冠层截留蒸发增加而使土壤蒸发减小,植被的水文效应取决于蒸发分量中这两个相反方向变化的净效应。流域主要由草地和灌木覆盖时流域总蒸发大于裸地和林地。与裸地相比较,当单位叶面积指数截留能力取值0.1 mm时,森林减小了流域总蒸发,但当单位叶面积指数截留能力取值0.2 mm时,森林增加了流域总蒸发。森林的水文效应对冠层截留能力敏感,冠层截留能力存在一个控制森林水文效应从减小总蒸发变为增加总蒸发的转折点。植被的水文效应是随时间变化的,对于给定的植被类型其叶面积指数是决定其水文效应的关键因子。