流域特性对中国干湿区发生不同类型洪水的影响分析

洪灾是威胁人类生命财产安全的主要自然灾害之一,开展流域特性对洪水发生的影响研究有助于深入把握洪水发生的物理机制,为科学有效的抵御洪灾提供重要理论依据。当前国内外学者研究流域特性对洪水发生的影响主要采用物理模型模拟法和统计学方法,其中STEIN等[1]提出的统计学方法具有对数据的精度要求较低、操作简单等优点,并且可以对干湿区进行分类分析,但该方法当前尚未在中国境内应用研究,因此有必要利用该统计学方法开展流域特性对中国干湿区发生不同类型洪水的影响分析。采用STEIN等[1]提出的洪水分类决策树对中国境内201个流域发生的洪水进行分类,利用经验累积概率对比法分析流域特性对干湿区洪水发生的影响。研究主要结论如下:寒区发生频率较高的ROS、ER型洪水,其中ROS洪水受流域面积、平均高程的削弱作用较大;ER洪水受降雪和降雨加剧作用较大、受土壤含水量削弱作用较大;干旱区发生频率最高的LR型洪水受降雨和降雪加剧作用较大;对于湿润区发生频率较高的SM、LR型洪水,SM洪水受降雨和黏土含量加剧作用较大、受沙土含量和平均坡度削弱作用较大,LR洪水受降雨和黏土含量加剧影响较大、受坡度和沙土含量削弱影响较大。基于研究结果,水利管理部门可以合理规划工程和非工程措施干预洪水发生的主导流域特性,有针对性的抵御流域内不同类型的洪水。

土地利用/覆被变化对长江中游城市群大气湿度的影响

土地利用/覆被变化(LUCC)不仅通过直接改变地表特性,而且通过进一步改变地表–大气相互作用过程来影响区域气候。城市用地扩张作为LUCC在人口聚集区的一种典型情况,对水文气象关键变量大气湿度产生强烈影响。本文利用站点观测数据,对1965~2017年长江中游城市群大气湿度指标进行趋势分析,发现该区域存在明显城市干岛(UDI)效应,具体表现为相对湿度和水汽压差变化速率最高分别达到每十年−1.977%及0.588 hPa。在2001~2017年城市用地加速扩张时,进一步结合遥感数据分析,发现大气湿度指标与蒸散发间以及蒸散发与叶面积指数间均存在显著正相关关系,这表明LUCC通过改变生态水文过程影响了区域大气湿度。此外,该区域气温出现显著上升的时间远早于大气湿度出现显著下降的时间,而近年来气温不再表现出明显变化。因此,我们推测当城市用地扩张到一定规模时才会出现UDI效应,并且在当前城市扩张后期阶段,城市化引起的LUCC对大气湿度的影响要大于其对气温的影响。