黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析

基于黄河源区15个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法,分析了黄河源区1961—2020年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。结果表明,1)黄河源区近60 a汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征,且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同;2)汛期降水、径流序列均具有63 a左右、35 a左右特征时间尺度的主周期,两个时间尺度下的平均周期分别为41、25 a左右,汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性;3)在63 a特征时间尺度可预测2020年之后未来5~10 a内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。

近50年滇池流域汛期降水时空演变特征分析

以滇池流域1970—2020年汛期(5—10月)降水量资料为依据,利用地理信息技术,采用Mann-Kendall检验法、小波分析等方法,分析近50年来滇池流域汛期降水年际变化的趋势性、周期性以及集中度、集中期、降水中心和旱涝发生频率等演变特征。结果表明:(1)近50年来,滇池流域汛期降水总体呈减少趋势,中部地区降水呈增加趋势,盘龙江上游的松华坝水库以上区域及南部地区降水呈减少趋势;(2)汛期降水年际变化存在31 a的主周期,中部主城区降水集中度高于南部地区;(3)汛期降水的中心整体呈现向东部、南部方向偏移的态势,且移动趋势显著;(4)滇池流域旱涝频发,尤其盘龙江中段昆明主城区为旱涝多发区。该成果对滇池流域水旱灾害防御及水资源管理具有参考意义。

汛期与非汛期水沙条件对黄河下游不同河段过流能力的影响

20世纪80年代以来黄河下游水沙输移特性显著改变,下游河道经历强来沙作用下的持续淤积与小浪底水库调控下的持续冲刷过程。基于黄河下游1986—2020年实测水沙数据与固定断面地形,计算了河段尺度的平滩流量,量化了汛期与非汛期水沙过程对各河段过流能力的相对贡献。结果表明:①小浪底枢纽运行前水流冲刷强度随时间减弱,下游河道呈汛期淤积、非汛期冲刷的整体淤积态势,平滩流量持续减小,最小过流能力小于2000 m^(3)/s。②小浪底枢纽运行后水流冲刷强度显著增大,尤其在非汛期,对河床冲刷产生重要影响;各河段过流能力显著恢复,其中游荡段恢复最为迅速。③各河段平滩流量与前5 a汛期、非汛期平均水流冲刷强度呈良好的幂律关系,该关系能较好地反映汛期与非汛期累积水沙过程对过流能力的综合影响。④小浪底枢纽运行后,非汛期水沙条件对平滩流量的贡献率增大,尤其是对游荡段具有重要影响(占比53%),对过渡段与弯曲段贡献则较小(占比不到20%)。

龙羊峡水库后汛期入库径流特征及可蓄水量分析

以1956—2022年唐乃亥水文站实测水文数据为基础,采用数理统计方法,重点分析黄河源区后汛期径流特征,并结合龙羊峡水库满负荷发电流量,对龙羊峡水库在后汛期可蓄水量进行不同情景的分析讨论。研究表明:1)唐乃亥水文站后汛期径流量年际变化较大,丰枯不均,以正常偏枯为主,多年平均后汛期径流量占汛期径流量的29.1%;2)唐乃亥水文站后汛期日平均流量在1000 m^(3)/s以上的径流量平均为8.96亿m^(3),年际变化极大,以1000 m^(3)/s发电流量运用,龙羊峡水库蓄至正常蓄水位的保证率仅为10%,多数年份汛期结束后水位无法达到正常蓄水位2600 m。建议根据后期来水,适时调整进入后汛期的时机,优化和调整龙羊峡水库年度调度方案,为高效合理利用黄河源区后汛期水资源奠定基础。

堤防光纤感知系统建立与汛期应急监控

汛期堤防安全关系到人民的生命和财产安危与社会稳定,而不断提高汛期堤防应急监控水平是减轻洪涝灾害的必然途径。本文对现有堤防的相关监测技术进行了评述,在此基础上,结合作者20余年在地质与岩土工程光纤监测理论研究、技术研发和堤防监控应用实践,梳理了汛期堤防的应急光纤监控内容;介绍了基于3Ds的分布式光纤感测技术的堤防监控原理与最新进展;构建了汛期堤防应急光纤感知系统;重点介绍了汛期堤防水位、渗流、侵蚀和形变等分布式光纤监控技术,并指出了今后的研发方向和目标,以期为我国的汛期堤防应急防控提供一个新的监控思路与技术手段。

2023年汛期我国主要天气气候特征

利用中国气象局国家气象信息中心提供的气象观测数据,对2023年汛期(3月24日至11月16日)我国的天气气候特征进行了综合分析。结果表明,2023年汛期,我国气候状况总体偏差,呈现暖干特征,涝旱灾害明显。2023年汛期,全国平均降水量为2012年以来同期第2少(仅多于2022年同期),平均气温为历史同期第2高(仅低于2022年同期)。华北、东北、华南等地暴雨洪涝灾害重;华北和黄淮地区高温日数多、极端性强;西南地区春秋干旱明显;初台偏晚,登陆台风影响重。

塔里木河上游汛期水量损失分析

塔里木河上游洪水的水量损失及资源化利用受到科技工作者的广泛关注,防洪问题已成为制约塔里木河流域经济社会发展的紧迫问题。基于水文站数据,运用实测资料分析和实地调研手段,对塔里木河上游洪水的发生频次及汛期(6—9月)各河段的来水量、河道损失水量等计算分析,得出汛期各河段水量损失率。结果表明:塔里木河的洪水主要由三源流山区暴雨及冰雪融水共同形成。塔里木河上游洪水95%发生在7—8月,8月是大洪水多发期。塔里木河水量损失率6月最大,由上游至下游呈现水量损失率增大的趋势。

汛期水风光多能互补动态调度模型研究

为充分利用水电站水库汛期在预报无洪水或小洪水时的调节能力,将汛期运行水位动态控制域对应库容作为调节风光运行的可用库容,在提高水库调节能力的基础上给出了考虑入库洪水实时状态的汛期水电站水库动态消纳风光调度模式,以风光出力期望值加水电出力之和与负荷偏差最小为目标,结合风光出力不确定性建立了汛期水风光多能互补动态调度模型,并以福建省水口水电站为例进行模拟调度计算。结果表明:所提动态消纳风光调度模式能够在保证防洪安全的前提下充分合理利用水位动态控制域内的调节能力来调节风光出力,使失负荷时段数和发电量缺口期望值相较于传统调度模式分别降低约37%和32%,水电站水库平均发电水头提高约4.39%,不仅可提高系统出力可靠性,且能增加系统运行效益。研究成果可为汛期调节风光出力提供参考。

黑龙江汛期降水日变化特征分析及对农业的影响

选用1994—2023年黑龙江省13个地市汛期(6—8月)逐月降水量、降水日数资料,选择线性倾向估计法和滑动平均法探讨汛期降水变化特征,并探讨了汛期降水对农业的影响,最后给出了防御对策。

海温异常对中国汛期降水的影响及预测应用

以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)循环和其他关键区海温对东亚季风关键系统影响机理的科学认知与应用为线索,回顾我国汛期降水业务发布预测的技巧。按照三类雨型划分,1981—2020年每10年的雨型预测正确率分别为50%、60%、50%、70%;按照四类雨型划分,1981—2020年每10年的雨型预测正确率分别为30%、30%、40%、50%,即我国汛期旱涝空间分布型的预测准确率明显提高。筛选预测准确率偏低且有显著洪涝发生年用于复盘,重点分析当年的主要预测依据和预测偏差较大的原因。结果表明:对海温影响东亚夏季风系统机理的有限认知影响很大,包括ENSO循环不同位相的影响、ENSO影响的不对称性、ENSO空间型的变化、印度洋等海域海温异常的影响均起重要作用,提出多因子多时间尺度协同作用理论、客观化预测方法、精细化监测预测影响评估一体化系统建设等有助于提高精准化预测能力和精细化服务水平。

宁夏六盘山区汛期不同等级降水变化特征及其贡献度分析

利用1971以来宁夏六盘山区各地汛期(5—9月)逐日降水观测数据,分析了六盘山区汛期降水量的变化特征,以及不同等级降水日数和强度对降水量增量的贡献。结果表明:(1)六盘山区汛期降水量存在由东南向西北递减的特征,六盘山南侧高海拔地区的降雨日数总体多于北侧的低海拔地区,中雨雨量对汛期降水量的贡献最大,小雨雨日对汛期降水日数贡献最大。(2)大部地区小雨雨量和雨日均呈减少趋势;六盘山与固原中雨雨量和雨日呈减少趋势,其他地区均呈增加趋势;大雨雨量和雨日均呈增加趋势;隆德暴雨雨量和雨日呈减少趋势,其他大部地区暴雨雨量和雨日均呈增加趋势。(3)大部地区汛期降水量与降雨日数变化趋势在1980至1990年代发生突变,由增加趋势变为减少趋势。(4)降水强度变化引起的降水量增量均呈增加趋势,降雨日数变化引起的降水量增加的区域主要位于六盘山南侧,大部地区降水强度增量贡献大于降雨日数增量贡献。

坚决打好主汛期水旱灾害防御攻坚战

我省已经进入主汛期,水旱灾害防御工作进入关键阶段。各级各部门要深入贯彻习近平总书记关于防汛抗旱工作重要指示精神,认真落实省委、省政府和水利部各项要求,锚定“人员不伤亡、水库不垮坝、重要堤防不决口、重要基础设施不受冲击”目标,坚决克服麻痹思想、侥幸心理,进一步强化底线思维、极限思维,紧张起来、行动起来,全力以赴落实落细各项措施,坚决打好主汛期水旱灾害防御攻坚战。

IOD Modoki事件对华南后汛期降水异常的影响及可能机理

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华南后汛期降水异常与热带印度洋中部(东和西部)海温异常呈显著正(负)相关关系,表现为印度洋IOD Modoki或印度洋三极子事件的空间分布型。滤除ENSO信号影响后,华南后汛期降水异常仍和IOD Modoki存在较为密切的联系。IOD Modoki正异常对华南后汛期降水异常的影响有以下途径,一方面,异常水汽从热带印度洋东部向西输送至热带中印度洋后,在北半球受科氏力作用向东输送至华南地区,为华南地区提供了充足的水汽条件,并且对华南地区降水正异常的主要水汽辐合贡献为平均水汽的水平扰动散度项和扰动引起的平均水汽垂直平流项。另一方面,热带东南印度洋海温负异常,通过Mastuno-Gill响应引起对流层低层自热带东南印度洋至热带中印度洋有东南风异常,增强了70°E附近的越赤道气流,在北半球向东输送至西北太平洋,这引起了华南地区对流层低层气旋式环流异常。另外,热带东印度洋对流层低(高)层异常辐散(辐合),华南地区低(高)层异常辐合(辐散)增强了东亚地区的局地Hadley环流,有利于华南地区降水的产生。再者,IOD Modoki引起南亚季风区受异常下沉运动控制,并通过季风-荒漠机制引起副热带北大西洋东部、北非荒漠区及地中海西部周围正涡度异常,激发了沿急流向下游传播的准静止Rossby波,增强了日本海高压异常和华南及邻近地区对流层低层气旋式环流异常。上述原因均有利于华南地区降水的产生,反之亦然。上述结果在数值模式中亦得到了验证。

梯级水库群洪水资源利用及汛期运行水位控制技术

成果概况。“梯级水库群洪水资源利用及汛期水位控制技术”是长江勘测规划设计研究有限责任公司独立完成的科技创新成果。为满足新时期中国由控制洪水向洪水管理理念转变的实际需求,针对现有基于设计标准的水库汛限水位造成的洪水资源浪费、现有水库洪水资源利用研究主要围绕单一对象或单一方式开展等问题,进行了主汛期运行水位优化控制、汛期末段洪水资源利用、梯级水库常遇洪水调度、梯级水库洪水资源利用风险分析及决策等科学研究,为汛期洪水资源高效利用和水库群防洪兴利综合效益的发挥提供了重要的理论依据和技术支撑。

水利部关于明确汛期阶段划分有关事项的通知(水防[2024]89号)

各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局),各计划单列市水利(水务)局,新疆生产建设兵团水利局,各流域管理机构:为及时安排部署各阶段水旱灾害防御工作,提高社会公众防灾避险意识,现就我国汛期、主汛期、防汛关键期和凌汛期划分有关事项通知如下。一、区域划分我国七大流域汛情南北差异显著,一般以长江、珠江、太湖流域为南方片,黄河、淮河、海河、松花江、辽河流域为北方片。

北极海冰对中国西北地区东部主汛期7月降水分布型的可能影响

选取1961-2020年中国西北地区东部154个气象站7月降水、NCEP/NCAR大气再分析及北极海冰资料,利用SVD分解等统计诊断方法,分析了北极关键区海冰对西北地区东部主汛期7月降水主要模态分布型的可能影响途径。结果表明:影响西北地区东部7月降水异常分布型主要有两种海冰模态,一种是当巴伦支海、千岛群岛海域海冰密集度偏小(大),戴维斯海峡海冰密集度偏大(小)时,激发从戴维斯海峡向东南以及从鄂霍次克海向西南方向传播的波列,使得我国西北地区东部上空500 hPa位势高度场距平为“西高东低”(“西低东高”)的分布,造成区域降水异常为“一致偏少(多)”分布型;另一种当波弗特海东海域海冰密集度偏小时,激发从里海东传至鄂霍次克海的波列以及配合我国华南上空的正位势高度异常,使得冷空气路径偏东、偏南以及西太平洋副热带高压偏强,造成研究区降水异常为“北少南多”分布型,反之为“北多南少”分布型。利用“SVD投影法”建立的海冰关键区因子预测模型,其对西北地区东部主汛期7月的降水距平符号的把握及空间分布型具有一定的预测能力,尤其对“区域一致少型”和“北多南少型”的预测效果较好。

贵州省汛期降水特征及强降水过程分型研究

【目的】为探究贵州省汛期降水的时空分布特征及演变规律。【方法】利用贵州省81个气象观测站1981—2020年汛期降水资料,采用EOF、REOF及交叉小波分析等方法对贵州省汛期降水时空特征进行分析及强降水过程分型研究。【结果】贵州省1981—2020年汛期平均降水量为924.9 mm,降水量在682.7~1194.1 mm,呈显著上升趋势,上升速率为16.94 mm/10 a。贵州汛期降水大体上呈现西南向东北递减的趋势,强降水过程次数及持续天数分布及波动变化与汛期降水基本一致。【结论】贵州省汛期降水分布不均,具有显著的年代际变化。贵州省汛期强降水空间场主要有全省一致型、东西反向型和南北反向型3种典型模态。经REOF方法可将贵州省细分为3个强降水区域,根据环流场分析,又可进一步划分为东部型强降水(Ⅰ型和Ⅲ型)与西部型强降水(Ⅱ型),各类型强降水落区受500 hPa环流分布情况以及850 hPa水汽来源与强度的影响。

2024年汛期气候趋势预测与展望

2024年3月,中国科学院大气物理研究所开展汛期(6~8月)全国气候趋势预测会商会。通过综合分析大气所各数值模式和统计模型的预测结果,在未来3~5个月热带中东太平洋从El Niño事件恢复至正常状态的背景下,预计2024年汛期(6~8月),东北大部分地区、华北东部、黄河下游、长江中下游、西藏大部、陕西南部、西南地区南部和东部降水正常略偏多,其中东北的北部和东部以及长江中下游地区降水偏多2~5成,可能发生局地洪涝灾害。全国其他大部分地区降水正常略偏少,其中新疆北部至内蒙古西部和华南地区降水偏少2~5成,可能发生阶段性高温热浪。预计2024年夏季登陆台风数量略偏少。由于未来El Niño事件的衰减速度、热带印度洋和北大西洋海温异常的演变趋势以及西太平洋副热带高压和中高纬度环流的季节内变化等诸多因素都具有不确定性,因此此次汛期降水预测结果也存在一定的不确定性。

上海汛期极端降雨阈值时空分布与内涝影响评估

汛期极端降雨给城市地区造成了严重的内涝威胁。首先基于近30 a上海逐日降雨数据构建了日极端降雨阈值时间序列,按照汛期降雨类型区分为梅雨期、盛夏期和秋雨期3种降雨时期,该分类的差异通过了统计检验。汛期极端降雨阈值情景表明,上海市汛期极端降雨雨量为盛夏期最大,极端降雨的空间分布与城市中心、郊区的城市化水平以及汛期降雨时期密切相关。研究基于Mike21数值模型构建城市内涝模型,模拟了汛期极端降雨阈值情景。结果表明:在90分位、95分位、99分位阈值情景下,上海郊区的受淹面积占比最大;盛夏期内涝淹没区域则主要聚集于中心城区和上海东南部,最大淹没深度达1.5 m。99分位阈值情景下,承灾体高暴露度(淹没水深>0.15 m)结果显示,道路受淹比例最高,在22%以上,建筑次之,受淹比例在8%以上,耕地受淹比例相对较小,在4%以上。汛期应重点防范99分位极端降雨事件,研究结果可为防汛除涝提供决策支持。

厄尔尼诺事件的类型、强度对海南岛秋汛期降水的影响

利用1961—2018年逐月Ni?o关键区海温指数资料、NCEP/NCAR再分析资料及国家气象观测站降水量资料,在定义了厄尔尼诺事件的类型和强度的基础上,利用相关分析和合成分析方法,分析了近58年厄尔尼诺事件的不同类型和强度对海南岛秋汛期降水的影响及其相应的大气环流和水汽输送场的差异。结果表明,厄尔尼诺事件总体有利于海南岛秋汛期降水偏少,但存在类型和强度上的差别。其中轻度中部型厄尔尼诺事件年全岛平均降水量偏少32.5%,偏少概率较气候概率上升了25.0%,降水异常的空间分布表现为西南局部地区的偏多、其余地区的偏少;中等及以上强度东部型厄尔尼诺事件年降水量平均偏少21.7%,偏少概率上升了11.7%,轻度东部型厄尔尼诺事件年降水量平均偏少15.8%,偏少概率上升了7.5%,两者的降水异常空间分布为一致性偏少。海南岛秋汛期降水异常与大气环流和水汽输送密切相关。不同类型和强度的厄尔尼诺事件年可能主要通过影响沃克环流的位置、强度的不同程度变化,造成风场、位势高度场、海平面气压场、垂直速度场、水汽通量及其散度场响应程度上的差异,最终使海南岛秋汛期降水发生不同程度的减少。