城市化背景下长三角核心城市群汛期降水时空演变特征分析

为揭示城市化背景下长三角核心城市群汛期降水的时空演变规律,基于1978—2021年长三角核心城市群42个雨量站的小时降水数据,探究了汛期降水时空变化特征以及城市化对汛期降水的影响规律。结果表明:在空间分布上,汛期极端降水阈值呈现从北向南逐渐减小的趋势;在时间尺度上,研究区汛期降水总体呈显著增加趋势,后汛期降水变化在整个汛期降水变化中占主导地位;城区降水的增速基本高于郊区,苏浙沪城区和郊区汛期总降水量的增长率均呈现递减趋势;城市化对上海城郊降水差异的影响更为显著,对不同降水指标的城郊差异影响程度表现为后汛期极端降水量最大、汛期极端降水量次之、汛期总降水量最小。

基于小时数据的西安市汛期降水的精细化特征分析

利用西安市91个国家站和区域自动站2016—2021年5—10月小时降水数据,分析了西安市汛期降水变化特征和短时强降水时空分布特征。结果表明:(1)降水量、降水频次空间分布主要表现为东、西两头高,中间从南到北递减的特征,降水强度则呈现几乎相反的分布特征;西安市8月降水强度最大,9月降水量和降水频次最大。(2)降水量、降水频次呈现出清晨至上午的单峰型峰值位相日变化特征;降水强度表现为夜间和清晨的双峰型峰值位相日变化特征;降水量峰值与降水频次相关度更高。(3)临潼、西安市主城区、鄠邑、周至具有较一致的降水量和降水频次峰值位相,降水量峰值主要来自降水频次的贡献;阎良、高陵降水量和雨强的峰值位相一致,降水量峰值主要来自雨强的贡献;位于北部区域的阎良、高陵、临潼的站点雨强峰值位相基本出现在夜间到凌晨,数量明显多于南部区县。(4)蓝田、临潼东部、鄠邑等地短时强降水偏多,周至、长安、西安市主城区、高陵、阎良短时强降水偏少;西安市短时强降水主要出现在7—8月,其中又以7月下旬至8月上旬为最多;14:00至22:00、05:00至06:00是短时强降水发生的活跃时段,其中20:00—22:00、06:00是短时强降水高发时段,最大雨强达到97.8 mm/h。

西北旱区海绵城市建设中雨洪资源量分析

我国海绵城市建设仍处于探索和起步阶段,海绵城市规划建设中有关城市水文学问题急需解决。针对西北旱区海绵城市建设规划中雨洪资源计算问题,通过Google Earth提取陕西、甘肃、宁夏、青海及新疆五省主要城市2015年的遥感影像资料,利用SWMM建立模型,最终通过模拟得到各地市汛期雨洪资源量,从宏观上探讨西北旱区主要城市雨洪资源潜力,并进一步提出西北旱区主要城市进行海绵城市建设的顺序。

海绵城市建设条件下的雨洪水利用潜力计算

针对大部分北方城市同时受洪涝灾害侵袭及水资源短缺问题,以水量平衡为基础,建立雨洪水利用潜力计算模型,以济南市为例,计算了2016、2017、2020、2030年在不同日用水量情景下的雨洪水可利用量,对比分析海绵城市建设对雨洪水利用的影响。结果表明,济南市城区雨洪水利用潜力较大,海绵城市建设可大幅增加雨洪水利用量,同时降低城市防洪压力,为海绵城市建设提供了基础依据。

怀化市汛期降水量的灰色拓扑预测

采用灰色拓扑预测方法,以怀化市1981-2008年汛期降水量（4-9月）数据为基础建立了降水量预测模型,并利用2009-2013年降水数据对模型的预测结果进行了检验,最后对2014-2018年汛期降水量进行了预测。研究表明,灰色拓扑预测方法具有良好的预测效果,其结果可为怀化市汛期降水预报提供借鉴和参考。

基于时间序列的金华市梅汛期降雨量预测

根据金华市7个县（市）1968～2012年梅雨汛期降水量的实测数据，对金华市梅汛期降水基本特征进行分析，并运用平稳时间序列的线性外推法建立各个地区降水量的预测模型。结果表明，金华地区梅汛期降水量的年际变化呈多峰型，但从总体形势上看．近45年的梅雨量是呈上升趋势；经检验，浦江等地区预测的中长期结果具有较高的精度，说明平稳时间序列的线性外推法建立的预测模型对这些地区梅雨期降水量的预测较准确，此预测模型可以为中长期降水预报及政府部门决策服务提供强有力的科学支持。

基于加权马尔可夫链的六安市汛期降水预测研究

采用样本均值-标准差方法将六安市1960~2007年汛期降水量分成5级,利用加权马尔可夫链预测方法对六安市未来年份汛期降水状态进行预测并运用马尔可夫链性质得到了各降水状态发生的极限概率。结果表明,这种预测方法客观、准确、简便,是区域降水量中短期预测的科学有效的新途径。六安市汛期干旱和雨涝年份出现的概率大体相当,偏涝年份出现的概率明显大于偏旱年份,重现期短于后者。

不同汛前水位控制方案下平原新城竖向标高研究——以江苏省丹阳市为例

为确定平原河网新建城区的地面基准建设标高,以江苏省丹阳市练湖新城汇水区为研究对象,在50 a一遇城市设防标准下,通过MIKE 11水动力模型与ArcGIS土方挖填分析工具,研究高、低两种不同汛前水位控制方案对最高设计水位与场地竖向方案的影响,并从安全保障、土方平衡、挖填面积以及亲水性4个方面对两个方案进行综合比较。研究结果表明:两种方案均能保证排水的安全性,但相较于汛前高水位方案,低水位方案最高水位控制低、峰现时间延长、土方缺口较小、挖填面积较小,更适宜练湖新城的建设。通过城市水系最高水位控制与场地竖向的挖填方耦合分析,为南方平原地区的新城建设竖向基准标高确定提供了参考思路。

西安市汛期降水变化特征及驱动机制研究

变化环境下城市内涝灾害事件频发,已严重威胁城市居民生命财产安全,汛期降水强度大、持续时间长、影响范围广,是城市内涝主要致灾因子,通过分析城市汛期降水变化特征并进一步揭示其驱动机制,可为城市防洪减灾与水资源管理提供参考。本文采用Mann-Kendall检验、累积距平和连续小波变化等方法分析西安市1951-2017年汛期降水变化特征,采用交叉小波和小波相干揭示太阳黑子、大气环流异常指数北极涛动(AO)、南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺(ENSO)、太平洋年代际振荡(PDO)、北大西洋振荡(NAO)对西安市汛期降水变化驱动机制。结果表明:西安市汛期降水量主要集中在中雨和大雨。汛期降水总量、小雨和暴雨降水量均呈减少趋势,日降水量、中雨和大雨降水量呈增加趋势。汛期降水总强度、日降水强度、月降水强度和不同等级降水的强度均呈增加趋势。汛期降水集中度Q指数呈增加趋势,降水日数减少,汛期降水有更为集中的趋势。汛期降水量存在1958和2002年两个突变点,并且有7-9年的显著周期。AO和太阳黑子对汛期降水的影响最为显著,其次为SOI、NAO和ENSO,PDO的影响相对较弱。AO、SOI、PDO和NAO对汛期降水主要存在正向驱动,ENSO对汛期降水主要为负向驱动。1975年之前太阳黑子对汛期降水有正向驱动,1975年之后则为负向驱动。

梧州水文站监测水点碳汇量变化特点分析

以梧州水文站监测水点为对象,定期对水体中HCO-3浓度、Ca2+质量浓度、电导率、pH值等水质指标进行测定、分析。结果表明:西江梧州水文站监测的水样中的HCO-3浓度非汛期高,汛期低;水中的HCO-3浓度、电导率、Ca2+质量浓度在汛期呈递减趋势,而在非汛期则呈递增趋势;汛期和非汛期pH值均呈递增的趋势。梧州水文站监测水点全年碳汇量(以CO2计)为5 707.59×106kg;汛期碳汇量为3 324.63×106kg,占全年碳汇量的58.25%;非汛期碳汇量为2 382.96×106kg,占全年碳汇量的41.75%。

1951-2018年华南前汛期暴雨特征分析——以韶关市为例

研究长时间尺度的华南前汛期暴雨特征,为该区暴雨的预测预防提供参考。利用韶关市1951—2018年逐日降水资料,采用M-K检验法、morlet小波分析法和皮尔逊三型频率曲线,研究了韶关市前汛期(4—6月)不同等级暴雨变化的趋势、突变点和周期变化规律及重现期。结果表明:(1)韶关市68年间前汛期暴雨对前汛期降水贡献大,平均贡献率为27%,前汛期降水量呈明显的增加趋势;(2)暴雨等级的雨量突变年份在1953年、1957年、2006年、2015年,而大暴雨等级雨量的UF曲线大于U0.01临界值,大暴雨等级的雨量在1951年,1952年的上升及在1960年、1961年、1963—2018年的下降趋势均十分显著;(3) 68 a来韶关市的前汛期不同等级暴雨日数呈现多重震荡周期性规律,暴雨日数的主要震荡周期是6 a, 8 a, 15 a, 22 a,大暴雨日数的主要震荡周期是4 a, 8 a, 15 a, 27 a;(4)暴雨频次较多的属于小概率事件、频次较少的发生概率较大。研究为韶关市抗洪防灾、水土保持等工作提供参考。

佛山市前汛期旱涝及其环流异常特征

基于佛山市降水量和NCEP/NCAR再分析资料,采用二维风场差异的显著性检验方法等,分析了佛山市前汛期降水异常特征及旱、涝年水平风场和垂直经圈环流的差异。结果表明,佛山市前汛期降水量存在多时间尺度振荡,降水量的气候变化趋势不明显。旱、涝年热带低纬度的南海中北部及西太平洋地区的850 hPa风场存在显著差异,影响前汛期旱涝的关键区是副高的西北侧和南侧。分析还表明,旱、涝年经圈环流差异显著,北半球风场显著区位于南海区域和华南地区,层次集中在大气低层和中层。

1951—2016年延安市安塞区降水变异特征分析

利用安塞站1951—2016年的降水资料对延安市安塞区年降水和汛期降水特征进行趋势性、突变性和周期性分析,其中趋势性分析采用EEMD分析法,突变性分析采用Mann-Kendall突变分析法,周期性分析采用Morlet分析法,以此对安塞区1951—2016年降水进行了时序变异特征分析。结果表明:随着时间的推移年降水量下降趋势较明显,汛期降水量存在微弱上升趋势;年降水量在1952年和1992年发生突变,并在2000年以后下降趋势明显,而汛期降水量在1986年发生突变;年降水量和汛期降水量分别存在4个和3个主周期。

不同淹水深度对假俭草生长的影响

以暖季型草坪草假俭草(平民)为研究材料,设对照,淹水2cm,淹水4cm和淹水6cm共4个处理。淹水深度为2cm时,对假俭草的生长影响较小并且恢复时间短;淹水深度为4cm时,假俭草开始出现大面积枯黄,草坪质量下降快,生长受到明显抑制,恢复时间相对较长;淹水深度为6cm时,假俭草的枯黄率高达80%,草坪质量急剧下降,生长受到严重的抑制,短时间内难以恢复。假俭草耐淹性良好,在海绵城市的下凹式绿地建设中具有良好的应用前景。

新疆昌吉市主汛期降水的日变化特征

基于昌吉市2009—2015年逐时自动降水资料,分析了主汛期（5—8月）降水的日变化特征。结果表明,降水主要集中在夜间21：00至翌日03：00,最大值出现在00：00,最小值出现在14：00;逐时降水频次为明显的单峰型,降水易发生在21：00至翌日08：00,降水频次的高峰值出现在01：00,降水最不易产生于午后14：00—18：00;降水强度变化的波动性较大,大值区出现在21：00至翌日02：00和15：00—19：00,最高值出现在18：00,最低值出现在03：00—08：00;在≥0.1 mm、≥1 mm和≥3 mm的逐时降水频次中,夜间降水频次较白天高,≥0.1 mm的降水出现次数较多;降水主要以夜雨,且以短时间（1~4 h）的降水为主,贡献率最大的是持续7 h的降水。

1970—2019年滁州市降水特征分析

采用具有自适应性的EEMD方法(Ensemble Empirical Mode Decomposition)重点研究滁州市1970—2019年7个国家基本站年降水和汛期降水的非线性变化特征。结果显示,以滁州站为例,其近50年的降水量变化存在年际尺度和年代际尺度,分别为2.3年和8.0年以及16年和32年,同时发现具有2.3年和8.0年时间尺度的年际变化占主导地位;全市7个国家站汛期降水量对年降水量贡献率均在60%以上,且在空间上总体呈东南多西北少的特征;全市7个国家站汛期多年平均暴雨降水量占汛期多年平均降水量的比率均在33%以上。7个国家站近50年汛期暴雨频数除来安站和天长站呈下降趋势外其余皆呈增加趋势,而汛期小雨频数皆呈下降趋势。

近50年滨州市汛期降水特征分析及年际年代际差异

利用滨州市1961～2010年逐日降水资料,采用第2、第3类距平以及小波分析等方法分析了汛期降水的基本特征及年际年代际差异。结果表明,滨州市降水季节变化呈单峰型,主峰在7月;不同时段有不同的降水集中期,年际、年代际变化明显;汛期降水呈减少趋势,汛期降水异常偏多年多发生在多雨时段,异常偏少年多发生在少雨时段;汛期降水稳定存在22～24年的长周期,不同时段还存在不同周期;暴雨开始的迟早、长短和暴雨降水集中期均有明显的年际、年代际变化;暴雨降水有稳定的23～25年的长周期和12～14年的中周期,不同时段还存在不同变化周期。

城市下垫面对华南地区前汛期暴雨的影响初探

通过对2010年5月9日发生在广东地区的一次前汛期暴雨过程进行了模拟试验,探讨了城市下垫面通量对降水的影响。控制试验基本能反映此次暴雨过程的环流形势,降水特征。试验结果表明:城市下垫面感热、潜热和水汽通量对降水强度和分布都有影响,不考虑城市下垫面通量的作用,降水都有所减小,对流强度减弱。但城市下垫面水汽通量对上层水汽的作用影响不大。

近49年那曲市汛期降水变化特征

利用那曲市6个气象站1971—2019年汛期(5—9月)逐日、逐月、逐年降水资料,分别采用滑动平均法、累计距平、Mann-Kendall突变检验等方法,研究降水的趋势性及周期性变化。结果表明,近49年来那曲市汛期降水量增幅为14.231 mm/10 a;20世纪70年代初至90年代初汛期降水有弱的增长,90年代末汛期降水量增长较明显,进入21世纪初以后汛期除嘉黎县有较明显的增涨趋势外,其余各站汛期降水量呈减弱趋势;各站点汛期降水的累积距平为负距平,汛期降水呈偏少状态,从累积距平的变化趋势来看历年汛期降水总体呈波动上升的变化态势;根据Mann-Kendall突变检验来看近49年各站点汛期降水呈增长趋势,结合每个站点的累积距平有且只有一次突变,各站点全是降水增多突变;近49年那曲市汛期降水空间分布特征呈由东向西递减,且汛期降水主要集中在每年的7月份;汛期雨日占全年雨日的73.0%,汛期小雨(≥0.1 mm)的雨日占整个汛期雨日的88.0%。

池州市一次汛期暴雨过程诊断分析

利用NCEP 1°×1°再分析气象资料、地面气象观测数据和雷达资料,对2015年7月22—25日池州的一次大暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明,此次暴雨发生在大陆高压和西太平洋副热带高压之间的高空槽前部,多个中尺度低涡系统造成强降水;强降水区出现在低层急流轴的左前方,中高层有冷空气侵入,这种低层暖平流、高层冷平流的上下层配置,以及低层辐合、高层辐散的耦合机制利于暴雨发展。水汽、热力、动力等物理量随时间的变化与降水有很好的对应关系;雷达图有中α尺度雨带,形成"列车效应",强回波呈短时强降水"低质心"特点;低空急流正对山区,且迎风坡降水大于背风坡,说明地形抬升对强降水有一定的贡献。