长三角地区夏季降水结构演变及其非平稳性

基于长三角地区72个站点1960—2016年逐日降水量观测数据,采用Pettitt与Mann-Kendall非参数检验法,从降水量、降水日数、降水强度和不同等级降水(小雨、中雨、大雨与暴雨)发生率方面,分析长三角地区夏季降水结构的时空演变及其非平稳性特征,并探讨其可能的成因。结果表明：(1)长三角地区夏季小雨发生率以减少为主,其他6个降水指标均以增加为主。其中,小雨发生率非平稳的站点表现为单调减少,降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率非平稳的站点表现为单调增加,并且主要分布在太湖流域,增加了该区域遭受洪涝灾害的风险。(2)东亚夏季风强度与长三角地区多数站点的小雨发生率呈正相关关系,而与其他降水指标呈负相关关系。(3)长三角地区城市化典型区(太湖流域)城市化对夏季降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率有增加作用,贡献率分别为25.4%、27.9%、54.6%和25.5%;对降水日数、小雨和中雨发生率有减少作用,贡献率分别为-37.3%、-33.2%和-100%。     

近50年杭—嘉—湖平原水系时空变化

基于1960s、1980s和2000s地形图水系数据,采用河网密度、水面率、河网发育系数、干流面积长度比和盒维数等指标,对杭嘉湖地区近50年水系空间分布和时间演化进行了研究。结果表明:(1)杭嘉湖地区1960s-2000s期间水系长度和面积呈衰减趋势。近50年河流长度减少了11023.33 km,衰减了38.67%,水面积减小了151.58 km2,衰减了18.83%,且这种趋势在加剧;(2)支流发育系数呈下降的趋势,河网随着城市化的发展逐渐主干化。1960s二级支流发育系数为1.41,至1980s下降到1.35,下降了3.9%;1980s-2000s期间急剧下降至0.15,下降了88.6%;(3)水系变化的空间差异明显,河网密集的南部区水系衰减最为剧烈;(4)在不同下垫面条件下水系变化有各自特点。城市区水面率较小,约4.9%~9.4%,1960s以来水面率、河网密度呈减小的趋势,伴随城市化过程出现较重要的城市防洪疏浚、新挖河道工程。河网区河网密集,约2.1~5.3 km/km2,支流下降明显,干流有增加趋势以致河网主干化。典型湖区水面率较大,约17.8%~19.7%,水系格局变化相对不明显。     

GIS在非点源污染评价中的应用

应用Visual Basic开发环境及Map Info MapX控件建立了一个非点源污染评价系统,并以浙江省剡江流域为试验区对其非点源BOD年负荷量进行了模拟计算,从系统的结构及运行过程,包括数据的输入、模型参数的提取、结果的可视化等方面分析了GIS在流域非点源污染评价中的应用,研究表明,将GIS技术应用于流域非点源污染评价能够有效地获取模型参数,增加了数据和评价结果的直观性,为流域非点源污染治理提供了一种有效的途径。     

遥感信息在水文动态模拟中的应用

以浙江省曹娥江流域为试验区,采用萨克拉门托流域水文模型,重点探讨了利用LandsatTM影象资料直接或辅助确定水文模型参数的途径和方法。研究表明,应用遥感信息确定萨克拉门托流域模型参数,进行日、月和年径流的动态模拟是完全可行的,并可取得较满意的精度,从而为无资料地区的水文动态模拟和监测提供了新经验。     

城市化背景下嘉兴市河流水系的时空变化

基于1960s,1980s和2010s的三期水系数据,通过构建定量描述河流水系变化特征的指标体系,对嘉兴市河流水系的时空变化特征及其与城市化的关系进行研究.结果表明:① 近50年来,嘉兴市的河流水系呈现出剧烈衰减的趋势,其中河流发育系数,河网密度和水面率分别减少了58.91%,28.49%和14.09%,但在城市化不同阶段,河流水系衰减的程度并不完全一致.② 在整个城市化进程中,河流发育系数和干流面积长度比变化的空间差异非常大,河网密度和水面率变化的空间差异相对较大,而盒维数和河流曲度变化的空间差异相对较小.③ 河流发育系数,盒维数和河网密度的衰减趋势为城区>近郊>远郊,水面率的衰减趋势为远郊>近郊>城区,河流曲度的衰减趋势为近郊>城区>远郊,但干流面积长度比的空间变化趋势不明显.④ 城市化对河流水系变化的影响十分显著,且城市化水平越高的地区河流水系的变化越剧烈,而城市化对干流面积长度比与河流曲度的影响大于其对河流发育系数与河网密度的影响.     

平原水网地区快速城市化对河流水系的影响

为了揭示平原水网地区快速城市化对河流水系的影响,基于1:50000地形图和30 m空间分辨率遥感影像数据,采用格网化河网密度、支流发育系数和分形维数等水系指标,分析了20世纪80年代至21世纪10年代苏州市河流水系的时空变化特征,探讨了土地城市化水平与河网密度变化之间的定量关系。结果表明：① 苏州市河流长度衰减了10.55%,其中干流长度增加了3.24%,一级支流与二级支流的长度分别减少了18.87%和11.76%;河网密度在空间上以减小为主,其中干流河网密度在空间上以增加为主,支流河网密度在空间上以减少为主。② 支流发育系数由3.36下降至2.78,水系结构趋于主干化;水系分形维数由1.70下降至1.63,水系形态趋于简单化。③ 土地城市化率高于40%时,河流水系衰减趋于明显,且土地城市化水平越高,河流减少的越多。为满足不同的经济社会发展需要,不同等级河流对土地城市化的响应不尽相同：为提高城市防洪排涝能力,一级河流总体上有所增加;土地城市化率小于40%时,部分二级河流被侵占以增加耕地面积,并新开挖了许多三级河流以提高农田排涝与灌溉能力;土地城市化率大于40%时,大量支流被填埋并转换为建设用地,而且等级越低的河流衰减的越严重。     

近半个世纪ENSO事件对长江三角洲地区气候的影响

对上海、杭州和南京1951～2001年日降水和气温资料作χ^2检验,探讨ENSO事件与长江三角洲地区降水、气温的关系,结果表明ENSO事件与研究区年降水量、四季降水以及年最高气温关系远低于自由度为3的90％置信度水平,二者无显著相关性。将E1 Nino分为两类后研究其对研究区年降水量、夏季降水量以及高温天气的影响,结果显示,第Ⅰ类E1 Nino影响年中研究区年降水量比常年偏高约15．6％,不易出现高温天气;第Ⅱ类E1 Nino影响年的年降水量比常年偏少20％-30％,但高温天气出现几率大。     

土地利用/覆被变化下的暴雨径流过程模拟分析——以太湖上游西苕溪流域为例

应用水文模型HEC-HMS模拟分析太湖上游西苕溪流域未来土地利用/覆盖变化对不同重现期暴雨下洪水过程的影响.结果表明,城市化进程中研究区土地利用变化将导致径流总量和洪峰流量增加,而建设用地扩展幅度则直接影响径流总量和洪峰流量增加的程度;同时发现,随着暴雨重现期的增加,研究区土地利用变化对洪水过程的影响逐渐减小;此外,研究区土地利用变化及其水文效应具有显著的空间差异性,以靠近城市中心的子流域响应最为显著.     

东南沿海水库下游地区基于动态模拟的洪涝风险评估

我国东南沿海地区大多为一些中小流域,这些流域上游多建有水库工程,下游则为人口稠密的平原区,流域调蓄能力小,汇流时间短.同时,随着近年来城镇化快速发展,洪涝风险不断加大.因此,迫切需要开展水库下游不同暴雨重现期下的洪涝风险评估研究,以便为防洪决策提供技术支撑.为此,本文利用遥感、GIS、水文水动力学模型等相关技术方法,建立洪涝动态模拟模型来评估洪涝危险性;采用层次分析法和因子叠加法,从洪涝危险性和洪涝易损性两方面开展洪涝风险综合评估分析.研究表明,通过多学科与多技术手段相结合方法,来模拟预测不同暴雨重现期洪水动态淹没过程,再结合相关社会经济属性,可以有效地评估研究区洪涝灾害的风险,从而为水库调度及流域防洪减灾提供有力支撑.     

东南沿海中小流域平原区洪水淹没模拟

我国东南沿海中小流域洪水过程短,调节能力差,洪水灾害严重。而该区洪水灾害主要发生在流域中下游冲洪积平原上,为此本文以我国东南沿海甬江流域奉化江下游为实验区,探讨了将遥感和地理信息系统应用于中小流域洪水淹没模拟研究的方法和途径。开展了基于遥感和GIS的流域降雨径流和洪水演进模型的研究,建立了基于数字高程模型的洪水淹没范围和灾情评估模型。最后利用遥感、遥测和GIS信息,对实验区洪水淹没和灾情评估进行了验证分析,并取得了较满意的成果,从而为中小流域防洪减灾决策研究提供了经验。