基于FloodArea模型的成都主城区内涝风险评估

本文以成都主城区为例,运用气象数据、地理信息数据、社会经济统计数据及内涝灾情资料,通过多种常用分布函数的对比,选出重现期降水估算的最优函数,采用Pilgrim&Cordery法推求研究区的小时雨型,然后结合改进的基于FloodArea内涝模型,开展了24 h历时20、30、50、100 a一遇降水情景内涝模拟,并利用修订的内涝公路风险等级标准和财产损失曲线,探讨100 a一遇降水情景下内涝交通风险等级和居民室内财产损失风险。结果表明:①GEV(Generalized Extreme Value Distribution)分布函数是成都主城区重现期降水估算的最优函数;主城区24 h历时小时雨型呈双峰型,且峰值出现在降水过程前部。②基于FloodArea模型,通过对输入数据或参数的改进,能够较好模拟城市内涝空间分布;各降水情景模拟结果显示高新南区、高新西区、青羊区内涝淹没范围占比相较其他地区偏高。③24 h历时100 a一遇降水情景内涝可造成成都主城区86.1%公路长度占比出行困难,其中一级风险公路长度占比为10.5%,二、三级风险公路长度占比分别为27.5%、28.4%,成华区内涝公路风险最高。④24 h历时100 a一遇降水情景内涝可造成居民室内财产潜在损失约占主城区GDP(Gross Domestic Product)的0.8%,其中武侯区财产损失风险最大,潜在损失占其GDP的1.6%。

基于概率模型的四川省降水诱发地质灾害风险预警方法研究

开展降水诱发地质灾害风险预警是降低地质灾害风险的重要手段之一。基于2008-2019年四川省地质灾害历史灾情数据,在地理分区基础上,以地形、岩土、植被、气候因子为区划评价因子,采用信息量模型,将四川省划分为7个地质灾害分区。以正态化处理后的地质灾害有效降水量为建模因子,采用高斯拟合方法,建立各分区降水诱发地质灾害概率模型,并进行地质灾害预警检验。结果表明:(1)四川省可划分为盆地及盆周山区低易发区、中等易发区、高易发区,西南山地次易发区、易发区,川西高原次易发区、易发区等7个地质灾害分区。(2)ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线分析表明,盆地及盆周山区的地质灾害分区精度略低于西南山地区和川西高原区的分区精度。(3)各分区正态化处理后的有效降水量与地质灾害频率具有很好的高斯分布关系。(4)建立的降水诱发地质灾害概率模型的地质灾害预警成功率为72%,当日降水量≥10 mm时,地质灾害预警成功率为83%。

攀西林火时空分布格局与气候影响因素的空间异质性研究

基于四川攀西地区2004—2020年防火期林火灾情数据和气象数据,对攀西林火的时间分布特征、空间分布规律、主要气候影响因子分布趋势与格局进行挖掘;利用ArcGIS格网法,结合双变量空间自相关分析方法,探讨气候影响因子对攀西林火发生的影响机制。结果表明:2004—2020年攀西地区林火发生次数随时间发展呈现上升趋势,其中2004—2014年间,火灾次数和过火面积波动增加;2015—2020年火灾次数显著下降,但过火面积呈增加趋势,攀西地区林火主要发生在河谷盆地和丘陵地带,且多集中在丘陵的边缘地带。攀枝花市是林火频发区,凉山州次之。不同级别林火对不同时期气候影响因子的响应存在差异,火险期最高气温、降水、相对湿度及连续无降水日数的相关性显著,而非火险期连续无降水日数和平均风速的相关性较高,各气象要素与林火的逐月滞后相关也存在差异,表明前期气温、降水通过影响地面可燃物进而影响林火发生,持续性的干旱极有可能引发火灾。空间相关显示,林火次数与气温、蒸发、连续无雨日数的高高值主要分布在攀西地区的河谷盆地及丘陵区域,降水、相对湿度与林火的低高值聚集在北部的山原区,平均风速、干旱指数与林火的低高值和低低值聚集在西部山原区,表明攀西地区河谷盆地及丘陵区域的高温干旱使林火呈现聚集效应;而攀西区域南部的山地区,由于海拔较高,人为活动少火源较少,虽然是高温干旱区,也未出现林火聚集效应。

四川泸州长江河谷地带雷电危险性评价

以四川省泸州市2006-2020年闪电定位资料以及气象观测站年雷暴日数作为基础数据,采用数理统计方法以及ArcGIS空间分析技术对泸州地区长江河谷地带雷电活动规律及其危险性进行了分析评价.结果显示,泸州地区近年来雷电活动呈逐渐减少的变化趋势,2000年以前处于正距平占优势的多雷暴阶段,2000年以后则是负距平占优势的少雷暴阶段.季节、月分布特征均呈明显的“单峰”特性,其中夏季雷电发生次数最多,春秋季次之,冬季基本无雷暴发生;日内雷电主要发生在午后15时至次日02时,峰值出现在深夜23时.危险评价结果表明,泸州地区雷电高危险区主要集中在叙永南部、古蔺北部以及合江西部地区,低危险区域位于北部泸县、龙马潭等区域,南部地区危险性明显高于北部地区.

基于FloodArea模型的小流域山洪灾害临界雨量阈值初探

针对缺乏水位流量资料的山区小流域地区山洪临界雨量难以确定的问题,以四川省南江河上游流域作为研究区域,基于德国Geomer公司开发的二维非恒定流水动力模型"FloodArea",利用流域逐时降雨资料,地形高程数据以及土地利用数据,重现南江"6·28"山洪暴发的动态演进过程,对模拟得到的逐时淹没深度与1~24 h累积流域面雨量求相关,选取预警点淹没深度与累积面雨量的相关系数最高的时效作为预警点致灾临界雨量阈值的预报时效,通过建立预警点淹没深度与预报时效累积面雨量的回归方程,从而获取预警点不同风险等级的临界雨量阈值。结果表明:FloodArea模型能够较好地呈现出此次典型山洪的暴发过程,通过对不同地势预警点临界雨量阈值的对比,最终选取地势较低,位于河流汇口地带、风险等级较高的上两九义校作为南江河上游流域山洪风险预警点。

四川省泥石流活动与降水因子特征

基于四川省近2008—2015年泥石流灾情和多年降水气候资料,分析了四川省泥石流的分布和降水因子特点,利用主成分分析(PCA)和K-means聚类法,对泥石流灾害所在地区降水因子(年均降雨量、降雨日数、暴雨雨量、暴雨日数、雨季雨量、当日降雨量、前3日降雨量和前3日降水和前9日降水比值)进行了分析,得到了不同降雨类型诱发的泥石流特点和分布,探求了四川省泥石流灾害时空分布规律及其与多年气候降水特征的关系。结果表明:四川省泥石流多分布于龙门山断裂带、川西高原、攀南(攀枝花和凉山州)地区和盆周东部山区,这些地区存在有利于泥石流发生的地质、地形和物源条件和水源条件;多数泥石流事件的发生与灾害前3日降水密切相关;基于聚类结果,得到四川省泥石流类型和分布特点,对四川省对不同地区开展减灾风险管理提供了科学依据和参考。

基于通用计算的涪江中段径流模拟研究

为了提高传统径流汇流模拟的时效性,提出了一种基于通用计算的径流汇流模型。模型采用纳维-斯托克斯作为基础方程。首先,文章探讨了利用通用计算进行径流汇流模拟的实现方法并设计了模拟计算流程。然后,以涪江流域中段为研究区域,将流域内25个常规站和区域站的实况降水数据为数据源,分别利用本文径流汇流模型和FloodArea模型对流域进行径流模拟,并将两种模型模拟结果与水文站实测数据进行对比分析。结果发现,基于通用计算的径流汇流模型不仅在模拟效率上相对于FloodArea模型有很大程度的提高,而且模拟结果具有更小的水位变化误差,与水文站实测水文数据具有更好拟合效果。模拟时效性和结果准确性的同时提升表明本文的径流汇流模型对暴雨洪涝预警预报具有重要的意义。

径流汇流模拟的河道高程修正方法研究

以涪江流域中游为研究区域,利用细化算法和线划跟踪算法提取河道水面的中心线,按照一定间隔采样,得到河道采样点高程。通过河道采样点初始高程,推算出河道水流方向后,对采样点进行高程修正,以确保采样点高程从上游到下游逐渐降低。最后,将采样点高程进行空间插值,并替换原有河道地形高程。结果表明,河道高程修正后,径流汇流精度得到提升。

气候资源区划及其在精准扶贫中的作用——以旺苍县为例

四川省气候中心利用部门自身的科技优势,对四川省气象局精准扶贫联系指导帮扶县——旺苍县的风能、太阳能资源进行评估分析,提出风能、太阳能利用开发建议;其次对旺苍县四大扶贫主导产业中的茶叶、核桃、猕猴桃从气候适宜性角度分析,划分出最适宜区、较适宜区和不适宜区,为大力发展茶叶、核桃、猕猴桃种植产业提供科学指导;最后对主要的气象灾害暴雨及其次生的地质灾害进行风险区划分析,为迁民避灾,气象灾害防治规划等提供参考。为了切实发挥气象服务在贫困地区脱贫摘帽过程中"趋利避害、减灾增收"的独特作用,应寻找贫困地区优势气候资源形成特色产业,并减少自然灾害在脱贫攻坚中的不确定因素。研究为气象助力精准扶贫提供了新的模式。

四川省单季稻暴雨洪涝灾害风险区划

[目的]分析四川省单季稻暴雨洪涝灾害的风险水平,为调整当地水稻种植规划和防灾减灾提供参考.[方法]利用1961-2017年四川省单季稻主产区123个气象观测站观测数据,46个农业气象观测站30年(1986-2015年)观测资料,结合四川省气候区划结果将四川省单季稻主产区划分为7个区域,确定四川省单季稻暴雨洪涝灾害敏感期(拔节期-孕穗期、孕穗期-抽穗期和抽穗期-成熟期),最终根据农业气象灾害风险理论,从灾害风险的致灾危险性、承灾体脆弱性、承灾体暴露度和防灾减灾能力4个因子出发,构建四川省单季稻暴雨洪涝灾害风险区划指标体系,对四川省单季稻不同生育期的暴雨洪涝灾害风险进行评估和区划.[结果]四川省水稻暴雨洪涝灾害高风险区主要集中于暴雨日数及暴雨洪涝发生频率较高的3个区域,一是盆中丘陵区西南部,二是盆中丘陵区西北部,三是盆东平行岭谷区;低风险区主要位于四川省的南部和北部,该区域暴雨危险等级中等或偏轻,山地多,地形起伏大,当地水稻种植率低;其余地方为中等风险区.[结论]四川省水稻暴雨洪涝灾害以中、低风险区域为主,高风险区主要集中在四川三大暴雨区.

TRIGRS模型预测降雨型浅层滑坡的应用性评价

应用基于栅格的瞬态降水入渗边坡稳定性模型TRIGRS(Transient Rainfall Infiltration and Gridbased Regional Slope-stability M odel),模拟四川省广元市2010年"7·23"特大暴雨过程对边坡稳定性的影响,探讨模型适用性。结合实际滑坡发生情况,检验广元市不同区域斜坡稳定性变化对降水的响应。为增加模拟过程的可靠度,采用地形指数推算土壤厚度及初始入渗率,配合中国1∶100万土壤及岩性分布图将研究区域分为3个分区,基于已有研究确定模拟所需水土参数。将研究分析所得的滑坡高危区域与实际发生滑坡的区域进行对比,结果显示,坡度较大的陡峭区域出现少量降雨失稳概率即出现明显上升,而坡度较缓区域需经历较长时间降水或短时较大降水,失稳概率才会有明显的升高。模拟结果与"7·23"降水过程中实际发生滑坡区域较为吻合。模型在较为陡峭的山地区域应用良好,在坡度较为平缓,人为干扰因素较多的城市区域存在一定误差。

基于开源软件的热力学循环PBL实验模块设计

热力学循环是实现热功转换的重要途径,为学生分析和解决能源转化与利用的工程实际问题提供重要的理论基础。受客观条件制约,热力学循环实验在传统教学模式下很难开展,限制了学生对理论知识的理解和工程素养的提升。通过使用PYroMat开源软件取代传统、重复的物性查表操作,进行了基于问题学习法(PBL)的实验模块设计,学生通过编写程序可以灵活地进行多种循环构建,实现开放性的实验探索。该实验模块能够使学生投入更多精力到热力学循环性能分析中,激发其学习兴趣和探索精神,推动传统工科课程的“智能+”建设。

吉林省鸟类分布新纪录——仙八色鸫

仙八色鸫(Pitta nympha)分布于我国辽宁、河北、天津、山东、河南、甘肃、云南、贵州等地。2019年7月10日,作者在吉林省吉林市左家自然保护区记录到仙八色鸫成鸟1只,经查阅文献确认为吉林省鸟类分布新纪录。

基于T形管的自复叠制冷系统性能分析

T形管中非共沸工质的组分分布对组分可调热力循环性能有重要影响。但目前的研究均是基于理想分离假设分析T形管对热力循环的影响。为研究T形管实际分离性能对热力循环性能的影响,设计了一种基于T形管的新型自复叠制冷系统。对制冷工况下T形管中R134a/R600a的组分分布进行数值模拟,基于数值模拟结果对新型自复叠制冷系统性能进行计算分析。结果表明:T形管出口的流量分配比越高,其分离效率越大。当干度大于0.8或R134a质量分数大于0.7时,T形管两个出口的分离效率相对较小。与无分离的制冷系统相比,基于T形管的自复叠制冷系统的COP可提升0.83%至18.69%,单位容积制冷量可提高3.09%至36.2%,过冷器热负荷可降低11.6%至31.3%。

海绵城市建设对住房价格影响的定量分析——以四川省遂宁市为例

海绵城市是中国近年来城市建设与更新中被大力倡导的新概念,能够提高生态建设水平、缓解城市洪涝灾害问题和促进水的循环利用。海绵城市建设带来了人居环境的提升,提高了人们对住宅的支付意愿。该文以四川省遂宁市为例,定量分析了海绵城市建设对住房市场价格的影响。分析结果显示:建设海绵设施会使小区房价上涨年均385.2元/m^(2)(即5.48%);溢价出现的时点与遂宁市雨季出现时间一致;遂宁市通过建设海绵城市在房地产市场溢价方面带来的总经济效益为39.85亿元,考虑各方面贡献后整体效益为63.02亿元,超过了建设成本。

Active control of circular cylinder flow by affiliated rotating cylinders

This study puts forward an active control method for circular cylinder flow by placing two small affiliated rotating cylinders adjacent to the main cylinder, and their effects on the drag and lift forces acting on the main cylinder as well as the heat trans- fer effectiveness are numerically investigated. According to the diameter of the main cylinder the Reynolds number is chosen as Re=200. The well-proven finite volume method is employed for the calculation. The code is validated by comparing the present computed results of flow passing an isolated rotating cylinder with those available from the literature. To describe the present control model, two parameters are defined： the rotation direction of the two small cylinders （including co-current rota- tion and counter-current rotation） and the dimensionless rotation rate a. In the simulation, the rotation rate a varies from 0 to 2.4. The results indicate that the optimum rotation direction of the subsidiary cylinders, which is beneficial to both drag reduc- tion and beat transfer enhancement, is the co-current rotating （the upper affiliated cylinder spins clockwise and the lower affili- ated cylinder spins counter-clockwise）. We observe noticeable suppression of the vortex shedding and favorable reduction of the fluid forces acting on the main cylinder as the rotation rate increases. Besides, the pressure and viscous components of the drag force are analyzed. Energy balance between energy cost for activating the rotating cylinders and energy saving by the momentum injection is considered. In addition, the influence of the affiliated rotating cylinders on heat transfer is also investi- gated. The average Nusselt number is found to increase with the rotation rate.