不同泥沙含量下受淹胁迫对鄱阳湖平原双季稻生长与产量的影响

为探究鄱阳湖平原区洪涝时期不同泥沙含量下受淹胁迫对双季稻生长及产量的影响,采用大田试验与室内分析相结合的方法,设置淹2/3株高和全淹2种受淹深度,S1(0 kg/m^(3))、S2(0.5 kg/m^(3))、S3(1.0 kg/m^(3))3种泥沙含量,对淹水后6、9 d早稻和中稻的生长指标和水稻产量进行了观测研究。结果表明:适度受淹刺激水稻伸长,节间不断分化,叶片伸长、增宽。早稻抽穗开花期受淹株高、节间长增加9.35%、12.75%,2/3淹下叶面积增加11.00%。但胁迫过大抑制水稻生长,中稻全淹下株高和分蘖数减小33.49%、29.28%,叶面积减小30.94%,此时中稻难以伸出水面,导致功能叶片附沙严重,泥沙含量增大进一步抑制了水稻生长。受淹导致早稻和中稻穗干物质量平均减小32.35%、58.72%(P<0.05)。结实率和千粒质量减小是早稻抽穗开花期受淹后产量下降的主要原因,此时泥沙含量和淹水时间的影响并不明显。中稻全淹下泥沙导致减产加剧,S2、S3下减产率比S1下显著增加31.63%、52.20%(P<0.05),此时产量下降是穗长、有效穗数、穗粒数、结实率、千粒质量综合作用的结果。研究结果可为鄱阳湖平原区洪涝灾害治理和粮食安全保障提供理论和技术支撑。

治涝导向的平原河网地区海绵城市实施路径探索——以宿迁市国家海绵城市示范系统化实施方案为例

针对平原河网地区的排涝特征与问题,在梳理构建治涝片区排水格局的基础上分类提出了针对性的治涝策略。对于具有一定坡度。在多数时期可以实现自排的治涝片区,采用“上蓄+中分+下排”模式,分段缓解排涝压力,提高城区排涝标准对于整体地势低洼,在多数时期很难自排的治涝片区,采用“建闸营圩,蓄排并举”模式,将雨水排口分散建设小型雨水泵站的模式调整为片区排涝主干河道末端建设大型排涝泵站的模式,充分利用片区内部河网的输送和调蓄能力,增强城区应对暴雨的韧性。

三峡水库运用后长江中游河漫滩演变趋势分析

长江中游历来是防洪重点,河漫滩的演变速率虽然相对缓慢,但新水沙条件下河漫滩的长期累积性变化值得关注。以三峡水库175 m运行期长江中游多处典型河漫滩淹没特征流量的统计分析作为基础,量化分析了三峡水库蓄水前后径流过程在河漫滩淹没特性方面的变化,结合滩面植物对季节性水文波动淹没耐受能力的分析,指出三峡水库蓄水前后径流过程变化造成的季节性淹没不足以阻断滩面植物的生长发育。由于一系列涉水工程的控制作用,长江中游河漫滩的横向变形受到了极大的抑制,但在滩面植被缓流滞沙效应下,长江中游河漫滩总体仍呈现缓慢淤高的长期趋势。

基于MIKE FLOOD模型的平原水网地区内涝治理效果模拟研究

为科学评估平原水网地区内涝治理效果,以昆山市淀山湖镇为研究对象,基于MIKE FLOOD模型,耦合一维河网、二维地形和一维管网模拟了平原水网地区城镇内涝情况。采用实测降雨数据对模型进行了率定和验证,并模拟了2年一遇、5年一遇、10年一遇和20年一遇4种重现期降雨条件下现状和治理后的最大淹没水深。模拟结果表明:20年一遇降雨条件下内涝范围变化明显,其余3种重现期降雨条件下内涝范围变化不明显;对于降雨重现期较小条件下的城市内涝治理,应优先考虑管网改造,而针对短历时的强暴雨事件,应优先考虑海绵城市设施建设改造;为了应对不同重现期、短历时降雨造成的城市内涝风险,应在管网改造的基础上配合海绵城市设施建设改造。

基于循环神经网络的山前平原型城市河道洪水预报研究

山前平原型城市拥有复杂的下垫面条件,其洪水兼具了山洪和城市洪水的特征,为水文模拟和洪水预报增加了难度。以小清河济南市黄台桥水文站以上流域为研究对象,构建了基于循环神经网络变体的洪水预报模型,并评估了模型的预测性能。研究结果表明,所构建的洪水预报模型既适用于对场次洪水的预报,又适用于对长系列洪水过程的连续预测,且能够灵活地输出流量、水位过程,在一定预测步长内拥有较高的预测精度,其中基于双向门控循环单元(Bidirectional Gate Recurrent Unit,BiGRU)网络构建的模型预测性能最佳,且随预测步长的延长,其性能衰减最弱,能够作为山前平原型城市河道洪水预报的新方法新手段。

“23·7”特大暴雨对河北平原玉米产量的影响研究

洪涝是一种破坏力巨大的自然灾害,对粮食生产构成严重威胁。受台风“杜苏芮”和“卡奴”的影响,2023年7月29日至8月1日京津冀地区出现百年一遇的特大暴雨洪水灾害,给京津冀地区造成了重大损失,导致部分农田几乎绝收。为评估极端暴雨事件对当地粮食产量的影响,本研究使用MODIS MOD09GQ数据分析了暴雨前后的归一化植被指数(NDVI)变化,据此划定了本次暴雨造成的受灾农田区域(主要在河北平原)及其受灾程度,同时结合2016—2020年玉米种植空间分布、农业统计数据和NDVI数据,估算了受灾农田区域未发生暴雨和发生暴雨后两种情景下的玉米产量,进而评估了本次暴雨造成的玉米产量损失。主要得到以下结果:1)暴雨发生后,河北平原受灾农田区域的NDVI普遍减少0~0.35,相比之下,未受灾农田区域的NDVI均有所增加。2)本次强降雨导致河北平原约24万hm^(2)农田受到影响,绝产面积约13万hm^(2),减产面积约11万hm^(2)。3)蓄滞洪区周边的22个县(市、区)是本次暴雨的主要受灾区域,据回归分析结果,本次暴雨可能造成的玉米产量损失多达22万t,且92%的产量损失是由作物绝产所致。本研究为遥感手段估算极端降雨导致的粮食减产提供了一个快速且可靠的计算框架,同时强调了极端降雨对粮食安全的巨大威胁。

洪洼洪泛区溃堤洪水与漫溢洪水联合演进数值模拟

河道溃堤洪水与漫溢洪水是两种典型的洪水灾害,准确模拟这两类洪水的联合演进过程至关重要。为准确获取超标准洪水条件下溃堤洪水和漫溢洪水的联合演进情况,以淮河流域典型洪泛区为研究区域,结合河道形态、下垫面条件、工程调度等情况,综合确定网格大小、空间步长与时间步长等。采用MIKE11构建一维河网模型,采用MIKE21构建洪洼洪泛区二维水动力学模型,采用MIKE FLOOD构建一维、二维耦合模型,分别采用标准连接、侧向连接耦合溃堤洪水与漫溢洪水。采用2003年、2007年典型洪水过程对一维模型的参数进行率定和验证,模拟水位过程与实测水位过程拟合较好,纳什效率系数均大于0.80,水位峰值模拟值与实测值偏差小于5%,构建的模型能够同时模拟溃堤、漫溢洪水演进过程。在100 a一遇、300 a一遇超标准洪水与不同防洪薄弱堤段组合情景条件下,开展典型溃堤、漫溢场景的洪水联合演进过程模拟。模拟结果表明,100 a一遇、300 a一遇超标准洪水淹没范围分别为121.50 km^(2)、149.87 km^(2),平均最大淹没水深分别为2.33 m、2.90 m,洪水演进及淹没情况符合区域地形地物等实际情况。研究成果可为区域洪水预案编制、灾害预警、决策制定、避洪转移等提供依据,也可为同类型研究工作提供借鉴。

广东省沿海平原中小河流淹没图编制方法初探

广东省沿海平原中小河流具有比降缓、潮汐影响大、淹没范围广和堤围密集等特点,其淹没图编制至今无统一方法。该文通过Mike21和Arcgis软件,结合河流特性,参考《山丘区中小河流洪水淹没图编制技术指引》,以乌坎河为例探求出一种适用于广东省沿海平原中小河流的淹没图编制方法。该方法具有可操作性强、准确性较高和适用范围较广等特点,为后续广东省沿海平原中小河流淹没图制作提供参考。

基于NbS的洪泛区景观雨洪管理规划策略研究

近年来,越来越多的研究证明,将基于自然的解决方案(nature-based solutions,NbS)纳入到社区中能促进应对灾害风险能力。景观公共空间作为一种广泛分布的室外空间,能有效控制源头污染。然而如何以规划的形式将雨洪管理解决方案融入到景观公共空间当中、以美的形式发挥当地生态系统的多重效益是亟需解决的问题。文章综述了Nb S内涵,阐述了Nb S下的景观雨洪管理规划特点,搜集了国内外关于如何运用Nb S措施解决洪涝问题、水质问题以及生态问题的典型代表案例,并结合洪泛区特征提出了以“生态系统脆弱性分析——NbS下的景观雨洪管理规划——景观规划方案评估——运行和维护”为逻辑的规划方法,以及未来实施该方案的前景与障碍。

滨海平原区可能最大洪水计算研究

平原河网区受城市区域空间交错、河湖蓄滞洪区联通、水利工程密布等因素的影响,瞬时单位线、经验公式等传统方法推及可能最大洪水(PMF)存在很大的局限性。为弥补传统方法在平原河网地区的适用性问题,尝试使用水动力洪水演进模型法,并综合考虑水库溃坝、可能最大降雨(PMP)、海洋风暴潮等不同叠加因素的影响,选取典型区域(江苏省连云港市西陬山地区某厂址附近区域)研究多种组合条件下平原河网区域的洪水演进过程,及在特定区域内产生的可能最大洪水,以期为平原河网地区可能最大洪水位的推求及工程设计提供参考。

郑州市洪涝模拟模型研究

郑州市位于山前平原地带,受气候和地形条件影响,历史上极端暴雨频发,洪涝灾害十分严重,是国家防办公布的31个重点防洪城市之一。针对郑州市区开展洪涝分析,是服务郑州市防洪排涝,保障郑州市经济社会全面、协调、可持续发展的需要。采用MIKE系列模型,考虑复杂构筑物和内河水系河网的影响,在城市降雨产流模拟、大区域汇流及洪水演进模拟、城市地下管网排水模拟等关键技术研究的基础上,构建郑州市洪涝模拟模型,并利用2011年、2015年和2021年实测暴雨洪水资料进行了模型率定和验证。结果表明:模型模拟效果较好,计算结果与实测结果相差不大,可用于郑州市洪涝模拟评估。

从干栏式建筑到洪泛区建筑的衍生设计

以位于洪泛区的配水站工程作为研究对象,分析洪水特性,通过近水面安全层楼的高度计算,应用衍生设计手法,结合干栏式建筑的空间结构模式,采用架空模式,使建筑避免洪水的淹没。该设计手法适用于洪泛区建筑,减去洪水对建筑的破坏,减少经济损失和人员伤亡。

考古遗址所见成都平原史前洪水与治水

在系统梳理成都平原地区史前考古遗址中所见古洪水证据的基础上,对古洪水发生的规律及背景因素进行分析。现有证据表明:成都平原史前古洪水多发生在宝墩文化晚期及十二桥文化时期,且多集中在4.0 ka BP及3.0 ka BP两个时间节点前后,与长江、黄河流域古洪水记录具有同步性。一方面可能与成都平原地区的地理水文要素有关;另一方面,4.0 ka BP和3.0 ka BP前后古洪水记录增多可能与4.2 ka BP及2.8 ka BP全球性气候灾变事件有关。通过探讨古蜀先民治水思想及治水技术的发展,认为古蜀先民在与洪水作斗争的过程中治水技术和治水思想也在不断地发展和进步,古蜀文明不断发展的过程也是先民不断治水并总结经验的过程,其治水技术的进步和治水思想的提高最终成就了伟大的都江堰水利工程。

江汉平原湖区汛期划分及控制水位研究

江汉平原湖区是湖北粮食主产区和经济核心区,也是洪涝、干旱灾害的易发区。针对江汉平原易出现旱涝急转的问题,以长湖、洪湖、梁子湖、斧头湖、汈汊湖五大湖泊为例,采用散布图、历时保证曲线方法进行湖区汛期划定,进而确定不同时期的湖泊控制水位,以提高雨洪资源利用率。

基于MIKE HYDRO River模型的轨交交通施工期防汛安全影响论证

轨交交通施工期间,受车站结构设计、周边场地限制等因素影响,河道需要断流施工,断流会对区域的防洪除涝安全及水环境产生影响。本文以上海轨道交通13号线西延伸工程为例,构建一维河网水动力模型,分析排涝及引调水工况下水位及水质变化情况。结果表明,平原河网地区个别河道断流对于区域防洪除涝安全影响较小,会严重影响河道断流处的水环境;通过增设导流措施可以减轻断流的影响,为平原河网地区河道断流影响分析及措施制定提供依据。

基于GIS与DRASTIC模型的苏北黄泛平原典型区域地下水脆弱性评价

苏北黄泛平原地势平坦,浅部地层结构松散,地下水易受地表环境影响。为此,本文以南部的淮安市区为研究对象,选取影响研究区地下水脆弱性的7个主要指标,建立DRASTC脆弱性评价模型,利用GIS软件的空间分析功能,绘制出各指标分级图,而后进行各指标的加权叠加分析,得到脆弱性评价综合指数。评价结果表明区内地下水整体较脆弱,以苏北灌溉总渠为界,以北区域多为地下水脆弱性较高分区,总渠以南的洪泽区、施河-马甸-朱桥-博里一带为脆弱性中等分区。评价结果可为地下水污染防治、国土空间规划等工作提供科学的基础支持。

太湖流域圩区治理现状调查与思考

太湖流域属大型平原感潮河网地区,地势低洼、水网纵横,流域洪涝治理实践逐渐形成了独特的圩区治理模式。在当前圩区建设情况调查基础上,统计分析了流域内各省(直辖市)与各水利分区的圩区治理情况,给出了现状圩区数量、面积、排涝流量等关键统计量的特征,同时结合现状圩区建设初步分析了流域区域洪涝治理的效益及存在的问题,最后从流域洪涝协同治理角度提出了科学规划、协同治理,联合调度、最优效益,数字圩区、智慧管理的圩区建设思考,为太湖流域圩区治理与管理提供参考。

应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需评估——以天津市为例

生态水文调节服务是生态系统服务的重要组成,能够有效调节地表径流,缓解暴雨洪涝灾害。但由于城市建设扩张、生态环境退化、极端降雨频发等因素,导致生态水文调节服务出现供需失衡。平原城市中地形水动力较弱及城市发展需求高的特征更是加剧了这种现象。基于生态系统供需视角,以生态水文调节率表征城市生态水文调节服务的生态供给,以暴雨洪涝风险表征城市生态水文调节服务的社会需求,构建应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需研究框架。以典型平原城市天津市为例,应用SWAT模型、随机森林模型和ArcGIS定量测度城市生态水文调节服务供需水平,划分四种供需空间匹配类型,识别供需失衡关键区域,并进行五级规划干预等级分区。结果表明:(1)供给能力呈现“东南沿海高,西北近山低”的空间分布;需求水平表现出“多中心聚集,圈层向外递减”的分布规律。(2)供需空间分布呈现正相关关系,低供-低需在四种供需匹配类型中占据主导,同时空间聚集性最明显。(3)规划干预分区存在明显的空间差异,优先干预区占比5.41%,整体与建成区分布一致,大部分集中在市内六区,其次分布在滨海新区核心区,是未来规划治理的重点。研究结果为城市规划管理从生态水文调节服务供需视角防控平原城市暴雨洪涝灾害提供科学依据。

缺资料平原河湖区洪水风险分析——以湖北汉川市汈汊湖流域为例

平原河湖区地方性中小河流往往实测资料不足、水系复杂、低洼易涝、人工特征明显,不利于洪水风险分析工作的高效推进。基于水量平衡原理和水文分区的思路,应用频率分析、多段扣损、淹水体积框算等方法,对汉川市汈汊湖流域进行了典型不利情景下的洪水风险分析示例。认为所用方案具有数据需求少、资料可获得性高、方法成熟、计算便利等优点,适宜以内涝为主的缺资料平原河网地区应用。