海河“23·7”流域性特大洪水复盘模拟

为支撑海河流域特大洪水的决策及预报预警工作,基于实测降水与流量资料,采用新安江-海河模型对海河流域2023年7月发生特大洪水的大清河2个典型小流域——紫荆关流域和漫水河流域进行了洪水模拟,并选取紫荆关流域1996—2020年5场洪水、漫水河流域1953—2016年8场洪水进行了参数率定,选取海河“23·7”流域性特大洪水进行了验证。结果表明:新安江-海河模型对“23·7”流域性特大洪水的模拟精度较高,可反映实际洪水过程,两个小流域洪峰、洪量模拟的相对误差均在20%以内,峰现时间误差均为0 h;相较于受人类活动影响小的紫荆关流域,在受人类活动影响更大的漫水河流域,新安江-海河模型的模拟效果较新安江模型的模拟效果提升更为明显。

海河“23·7”流域性特大洪水蓄滞洪区泥沙淤积分析

为探究海河“23·7”流域性特大洪水过程中蓄滞洪区泥沙淤积特征,评估受灾情况,基于实地淤积调查和高分遥感影像,计算淤积厚度空间分布,并结合DEM数据估算蓄滞洪量和蓄滞洪区利用率。结果表明:淤积厚度插值的均方根误差E_(RMS)为1.32,纳什系数E_(NS)为0.78,蓄滞洪量计算的E_(RMS)为0.75,E_(NS)为0.92,证明研究计算方法可行,计算结果可靠;8个蓄滞洪区共蓄洪24.63亿m^(3),蓄滞洪区利用率约为36.90%,平均淤积厚度为2.60 cm,总淤积量达7.67×10^(7) t;海河流域洪水含沙量约31.14 kg/m^(3),其中大清河系和永定河系的洪水含沙量达到过去20 a平均含沙量的20~40倍;此外,研究发现海河流域西部和北部山地的淤积情况更严重,较早启用的、位于上游的蓄滞洪区淤积量更大。

“23·7”华北极端强降水特征和水汽条件研究

利用地面气象站降水资料和ERA5再分析资料,对2023年7月29日—8月1日华北极端强降水的特征和水汽条件进行研究。结果表明,“23·7”华北极端强降水具有降水时间长、累计降水量大的特征,表现出显著极端性。降水主要位于太行山和燕山山前,最大降水带与山脉走向基本一致。极端强降水期间存在显著的环流异常,偏北的副热带高空急流、异常偏北的西太平洋副热带高压是导致此次极端强降水的关键环流;北上的台风“杜苏芮”残余环流、台风“卡努”和低空急流等是此次极端强降水的主要影响天气系统。此次极端强降水的水汽条件存在显著的阶段性特征,7月29日08时—31日08时主要降水区域低层辐合、高层辐散和上升运动较强,低层气旋式风场发展深厚,水汽由台风“杜苏芮”残余环流近距离输送及“卡努”接力输送,并以前者为主,京津冀地区整层水汽处于净流入状态,最大水汽净流入速度达1.5×10^(8)kg/s;7月31日08时—8月1日08时上升运动、对流层低层辐合和高层辐散均显著减弱,低层气旋式风场厚度收缩,“杜苏芮”残余环流消亡,仅由台风“卡努”远距离输送水汽,京津冀地区整层水汽处于净流出状态,最大水汽净流出速度为5×10^(7)kg/s。太行山和燕山地形的阻挡作用使得水汽辐合中心长时间滞留,同时其摩擦作用可能有利于山前上升运动增强,为本次极端强降水提供了有利条件。

无人机摄影测量在北京“23·7”暴雨地质灾害调查中的应用

无人机倾斜摄影测量技术因其效率高和操作性强等特点在地质灾害防治领域具有明显优势。2023年7月,受台风杜苏芮残余环流影响,北京市出现灾害性特大暴雨天气,门头沟区短时暴雨引发山洪地质灾害。基于无人机倾斜摄影技术,以门头沟区小龙门村为例,构建三维实景模型,分析暴雨前后地质灾害的特征。实践证明,基于构建的三维实景模型,能够快速了解受灾区域的实际情况,满足地质灾害快速调查工作的任务要求。根据门头沟区小龙门村实景三维模型信息,快速掌握北京“23·7”特大暴雨前后地形地貌变化及地质灾害情况,大大提高灾害处置效率,助力实景三维模型在地质灾害调查和监测中的应用。

基于时空变源分布式模型的流域洪水复盘分析方法——以海河流域北三河系“23·7”较大洪水为例

海河流域北三河系覆盖北京、天津、河北三省(直辖市),其防洪安全事关当地社会经济发展。为有效应对气候变化影响下极端暴雨频发所带来的洪水防御新挑战,提出了一种时空双维度流域性洪水复盘新思路,以“23·7”北三河系较大洪水为例,通过构建时空变源分布式水文模型结合暴雨时空统计分析对全河系洪水的发生、发展过程进行了模拟。模拟结果的确定性系数均大于0.7,洪峰相对误差均小于5%,所建模型可以较好地表征此次洪水的产流机制变化。分析发现,此次洪水过程中北运河流域产流以蓄满产流机制为主,潮白河流域产流则蓄满及混合产流两种机制均有体现,特别是靠近降雨集中区的山区平原过渡地带表现出明显的混合产流机制。建议在未来进一步完善流域防洪体系,重点提升该区域的水雨情监测能力。所提出的时空双维度下的流域性洪水复盘分析方法可为今后其他流域级洪水模拟复盘提供技术参考。

北京“23•7”特大洪水复盘分析

本文分别采用地面雨量站和雷达反演降雨数据,利用北京山区洪水预报模型对北京“23•7”暴雨洪水开展了复盘分析。结果表明,雷达反演降雨与地面雨量站测量结果一致性较强,可较好地反映降雨的时空变异性;同时,利用二者分别驱动水文模型后所得的预报效果也基本一致,说明在水文预报工作中雷达反演降雨可作为地面站网的可靠替代品。本文改进的考虑北京山区产流特点的水文模型可对大部分预报断面做出较高精度的模拟。北京山区水文过程具有很强的非线性,基于不同量级历史洪水率定的水文模型参数具有不确定性,为了适应产汇流和洪水演进规律的变化,提高洪水预报的可靠性,预报实践时需要结合实况数据及时优化模型参数,完善洪水预报方案。

北京市山体滑坡空间格局与分异机制——以门头沟区“23·7”暴雨事件为例

受台风“杜苏芮”影响,2023年7月底至8月初,京津冀地区发生强降雨过程并导致北京西南部门头沟区等地发生山体滑坡灾害。深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制,对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制,合理制订流域治理方案以降低区域水土流失风险具有重要意义。利用国产高分卫星影像及辅助资料,精确提取滑坡信息,并运用地统计方法对滑坡空间格局与分异机制进行系统分析。结果显示:门头沟区此次洪灾过程中形成单体面积100 m^(2)以上的滑坡5680个,总面积约5.85 km^(2),滑坡空间分布呈现明显的局部聚集性特征。进一步分析发现,滑坡严重度的异质性空间分布模式与地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型等因素密切相关:1)随着坡度增加,滑坡密度与平均面积逐渐增大,且单体滑坡面积的变异特征减小;2)植被盖度增大则有效降低滑坡点密度与单体滑坡面积;3)地表生产扰动水平在一定程度上影响滑坡严重程度,裸地及农田等受生产活动扰动较大区域单体滑坡的规模更大,自然植被区域林地覆盖地表的单体滑坡规模相较于灌木覆盖地表更小。研究表明:虽然降雨是诱发研究区大规模山体滑坡的直接原因,地形坡度、植被盖度和人为扰动等对滑坡灾害的空间分异特征存在重要影响。研究结果可为以北京为代表的华北地区防灾减灾工程建设和灾后恢复重建提供科学依据。

北京地区“23•7”特大暴雨型地质灾害特征及预警成效分析

极端降雨常伴随群发性地质灾害发生,严重危害易发区人民群众生命财产安全,影响经济社会健康发展。总结分析极端降水灾害时空分布特点及预警成效,对于提高地质灾害综合防御能力具有重要意义。以2023年“23•7”强降水引发的突发地质灾害为研究对象,以“北京市突发地质灾害监测预警系统”精细化降水数据为基础,分析了“23•7”强降水时空分布特性和地质灾害发育分布特征,剖析了地质灾害预警成效,结果表明:“23•7”强降水具有总量大、雨强大、历时长、范围广等特点,极端降水灾害具有群发性,地质灾害分级分类多维度预警成效显著,实现了极端天气条件下因地质灾害零伤亡的目标。研究成果可为积极防范和科学应对极端降水地质灾害提供参考。

海河“23·7”流域性特大洪水北京市拒马河洪水调查分析与河道治理建议

受2305号台风“杜苏芮”北上影响,2023年7月29日至8月2日京津冀地区连续降雨,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,造成严重的人员伤亡和财产损失。对北京市境内拒马河进行洪水调查,在深入分析拒马河治理现状的基础上,采用天然河道恒定流水面线计算和均匀流计算方法推求洪痕对应的流量,并以此复盘分析洪水频率。根据洪水分析成果及水毁情况,从拒马河水域空间划定、河道治理及建筑物设计等方面提出规划治理建议,以期为后续河道整治提供参考。

考虑蓄滞洪区的极端降水过程影响评估方法研究——以河北省“23·7”暴雨过程为例

利用河北省1978~2020年暴雨过程,结合直接经济损失与受灾人口的损失数据,筛选出了持续日数、过程降水量、平均降水量和最大日降水量4个与损失呈极显著相关的致灾因子指标,方法更具客观性和实用性。通过对比4种赋权法构建了致灾强度指数,改良相关系数法赋予权重分别为0.188、0.312、0.208和0.292,结果更符合主观认知。采用地形和水系因子构建孕灾环境敏感度指数,评估出2023年7月29日至8月2日河北省暴雨过程(简称“23·7”极端降水过程)的危险度呈中部高、北部和东部低的特征,保定和雄安新区最高。考虑蓄滞洪区是否启用,基于距蓄滞洪区远近计算了蓄滞洪区的影响指数,评估因素较以往研究更为全面。结合承灾体暴露度及脆弱性,对“23·7”极端降水过程开展了影响评估。结果表明:“23·7”极端降水过程对邢台中部、保定中东部、石家庄中西部、廊坊中部及北部、衡水与沧州交界处的影响最重。将是否考虑蓄滞洪区影响的两种结果与实际灾情对比验证,结果显示考虑蓄滞洪区影响的评估命中率为76.93%,较不考虑蓄滞洪区影响命中率高9.41%,该方法评估过程可操作性强,结果更符合实际,适用于河北省极端降水过程影响评估,可应用于过程前的灾害影响预估,过程中的跟踪分析以及结束后的快速评估业务,提高气象服务针对性。

海河“23·7”流域性特大洪水北京市永定河洪水调查分析及对设计洪水的建议

受2305号台风“杜苏芮”影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,造成严重人员伤亡和财产损失。通过对北京市境内永定河全面开展降雨分析和洪水调查计算,并与设计雨量、历史洪水、实测洪水和设计洪水进行对比分析,确定永定河不同历时雨量、流量、洪量及重现期标准,结合本次暴雨洪水特点重点分析了永定河三家店至卢沟桥段洪水规律的变化情况。针对永定河防洪工程设计洪水工作中存在问题和“23·7”特大洪水实际,提出防洪工程设计洪水工作思路和建议,以期为防洪工程规划设计提供参考。

北京市门头沟新城“23·7”特大暴雨洪水灾害成因分析及对策研究

基于洪水调查及模型反演,使用地质灾害监测雨量站监测数据和2 m精度数字高程模型(DEM)数据,对北京市门头沟新城“23·7”特大暴雨洪水进行反演复盘,分析灾害产生的原因,暴露出门头沟新城现状防洪系统在山洪截流疏导、防洪河道治理、城市竖向建设和应急管理等方面存在的短板,提出了相关改进策略,并结合模型模拟结果评估了相关改进策略的效果,进一步展望了城市洪涝模型在城市防洪和韧性提升规划建设工作中的作用。

北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害特征分析

【目的】近年来,受极端降雨事件影响,北京西部和北部山区山洪泥石流灾害频发,给当地造成巨大的生命财产损失。针对北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害事件开展灾害过程和特征研究,为小流域灾害防治及提升灾害应对能力供基础支撑和参考依据。【方法】以昌平区高崖口沟韩台村支沟为研究区,采用“区域灾情调查-重灾区现场调研-室内评估分析”相结合的方式,查明研究区的雨水情特征及灾情特征。基于堆积物沉积结构、实物破坏形式和流体的内在特性,分析了韩台村支沟内山洪泥石流的灾害过程和基本特征,初步探讨了此次灾害的成因,并提出灾害防范对策建议。【结果】结果表明:(1)韩台村上游沟道集雨面积约0.1 km^(2),根据王家园水库自动站2023年8月31日12时至13时降雨数据,估算的韩台村上游沟道内1小时洪水总量约6870 m^(3),其破坏力非常大。(2)韩台村支沟自沟顶至韩台村西部村南口,具有典型的泥石流特征。村南口进村120 m范围内有泥石流堆积物,覆盖于山洪沉积物之上,属于典型的泥石流堆积前缘特征。由此至韩台村北口(韩台村支沟沟口),具有明显的山洪灾害特征,平均洪水深度超过5 m,淹没面积约33940 m^(2)。(3)2305号台风“杜苏芮”外围残余环流北上引发的极端强降雨是此次灾害的直接致灾因子,同时,受区域地形地貌、山洪泥石流作用及居民对所处地质环境的认知程度等因素的影响。【结论】此次昌平区高崖口沟韩台村支沟特大暴雨洪涝灾害是一次极端暴雨引发的山洪泥石流复合灾害事件。短时强降雨导致地表径流流量陡增是造成此次灾害的直接原因,初步推测泥石流发生时间晚于山洪,亦或是形成于山洪减弱阶段。自支沟顶至韩台村西部村南口(约1.4 km)为泥石流区域,村南口进村120 m左右为泥石流堆积前缘区域,同时部分区域具有山洪特征,村南口至村北口(支沟口)为山洪受灾区域。

北京市永定河流域水工程调度实践与思考——以海河“23·7”流域性特大洪水应对为例

2023年7—8月,受2305号台风“杜苏芮”北上和西北太平洋副热带高压异常偏北影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水。北京市永定河段首次启用大宁水库、滞洪水库分蓄洪水。围绕本次北京市永定河流域水工程调度实践,简述洪水预报与调度策略,梳理斋堂水库、三家店拦河闸、卢沟桥枢纽调度过程,总结实施预报调度、精细调度、流域统一调度等经验,从精准预报调度技术、突发状况应急处置、智能化调度能力提升等方面提出对策建议。

真菌感染对寻常性银屑病患者TLR7、IL⁃23、IL⁃17信号通路的影响

目的探讨分析真菌感染对寻常性银屑病(PV)患者Toll样受体7(TLR7)、白细胞介素⁃23(IL⁃23)、白细胞介素⁃17(IL⁃17)信号通路的影响。方法选取黑龙江中医药大学皮肤病科2022年6月至2023年6月收治的100例PV患者进行分析,根据是否并发真菌感染分为感染组41例及正常组59例。比较两组患者皮损面积及严重程度指数(PASI)、免疫功能[T淋巴细胞亚群(CD4^(+)、CD8^(+))、免疫球蛋白(Ig)A、IgG]及炎症因子[肿瘤坏死因子α(TNF⁃α)、干扰素⁃γ(IFN⁃γ)、IL⁃23、IL⁃17]水平,比较两组TLR7 mRNA表达量和蛋白表达量,通过Spearman分析TLR7、IL⁃23、IL⁃17与PASI的相关性。结果感染组PASI评分及CD4^(+)、CD8^(+)、IgA、IgG均高于正常组,差异有统计学意义(P<0.05);感染组TNF⁃α、IFN⁃γ、IL⁃23、IL⁃17、TLR7 mRNA表达量和蛋白表达量高于正常组,差异有统计学意义(P<0.05);经Spearman相关性分析显示,PASI及CD4^(+)、CD8^(+)、IgG、IgA与TLR7蛋白表达量呈正相关(P<0.05),与TLR7 mRNA表达量呈正相关(P<0.05),与IL⁃23呈正相关(P<0.05)、与IL⁃17呈正相关(P<0.05)。结论真菌感染后PV患者单个核细胞TLR7表达量及血清IL⁃23、IL⁃17水平升高,且与机体免疫炎症状态及病情密切相关。

海河“23·7”流域性特大洪水大清河流域降雨时空分布特征

受2305号台风“杜苏芮”影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,暴雨中心位于大清河流域。基于大清河流域站点场次降雨数据,采用克里金插值法分析了降雨的时空分布特征。结果表明:降雨集中在48 h内,面平均降雨量过程共出现3~4次峰值,最大1 h、6 h、24 h和48 h降雨量占总降雨量的7%、23%、59%和92%;流域强降雨(1 h降雨量≥20 mm)持续了2~13 h,持续时间较长,漫水河站强降雨持续时间最长,占总降雨历时的20%;流域暴雨中心不固定,7月30日15时和17时暴雨中心位于流域西南部,其余时段暴雨中心位于流域北部、东部,7月31日24时暴雨中心在流域西南部;流域降雨空间分布不均,最大1 h、6 h和24 h降雨空间分布情况基本一致,高值区位于流域北部偏东,低值区位于流域南部,最大72 h降雨量高值区呈带状分布于流域中部。

“23·7”强降雨对北京西山曹家坊泥石流隐患易发性影响

探讨极端强降雨对于泥石流易发性的影响,为泥石流灾害预警与防治提供支持。以北京市曹家坊泥石流沟为研究区,选取泥砂沿程补给长度比、沿沟松散物储量、产沙区松散物平均厚度等因子,结合遥感手段参照《地质灾害危险性评估技术规范》,对研究区在“23·7”强降雨前后的泥石流易发性进行打分并评价。结果表明:泥沙沿程补给长度比、沿沟松散物储量、产沙区松散物平均厚度、河沟堵塞程度、河沟近期一次变幅等5项因子更易受到极端强降雨的影响;在冲於作用影响下,曹家坊泥石流沟的易发性由“低易发”升级为“中易发”,建议对淤积物源进行清理。

北京市门头沟区“23·7”强降雨引发地质灾害特征及防治建议

2023年7月29日20时至8月2日7时,北京出现极端强降雨天气,降水量为北京地区有仪器测量记录140年以来最高值,其中门头沟平均降水量达538.1 mm,最大降水量达1053 mm。本次强降雨引发多起地质灾害,对门头沟区生产生活造成了严重的影响。门头沟区“23·7”强降雨共引发地质灾害666处,规模以小型为主。其中崩塌592处,泥石流55处,滑坡10处,地面塌陷9处。崩塌灾害中岩质崩塌和土质崩塌大致相当,破坏类型以滑移式为主。滑坡灾害以土质滑坡为主,破坏类型均属于浅层牵引式滑坡。泥石流灾害以稀性泥石流为主,破坏类型均属于暴雨型泥石流。地面塌陷均由历史采矿引起,主要表现为塌陷坑、地裂缝等变形破裂。根据灾害现状地质环境背景及成因,综合考虑地质灾害风险等级、周边地质环境条件、工程治理可行性等,提出了“应急处置、群测群防、搬迁避让、工程治理”防治建议。

北京市海河“23·7”流域性特大洪水调查评价

近年来,受全球气候变化影响,我国极端天气事件呈多发频发态势,极端性、突发性、破坏性水旱灾害威胁加剧,尤其是城市流域性洪水比一般城市雨洪危害性更大,灾后暴雨洪水调查分析工作意义重大.海河“23·7”流域性特大洪水是北京市自1963年以来发生的最大流域性洪水,因此,须全面、客观地描述本次暴雨洪水过程,对暴雨洪水的成因、发展、量级等做出科学评价,为今后海河流域的水利规划、工程建设、防洪减灾提供科学依据.本文以北京市“23·7”流域性特大洪水调查评价工作为基础,全面分析了海河流域“23·7”暴雨的气候背景、时空分布、暴雨中心及路径,系统分析了洪水过程、洪水重现期、淹没及冲刷情况,全面总结了“23·7”暴雨洪水的特性,并与历史暴雨洪水进行了分析比较.研究成果资料翔实,分析合理,对今后北京市雨水情监测预报“三道防线”建设、防洪减灾及推进流域水利高质量发展有重要意义.

深圳市2023年“9·7”极端特大暴雨洪涝复盘模拟分析——以深圳龙华区观澜河流域为例

2023年9月7—8日,深圳市出现超历史纪录的特大暴雨,龙岗河、深圳河、观澜河等流域遭受严重洪涝灾害。以龙华区观澜河流域为例,采用洪水分析软件HydroMPM构建城市暴雨洪涝模型,对龙华区观澜河流域2023年“9·7”极端特大暴雨洪涝情况进行了模拟,分析了河道漫溢水淹及城区积水情况,为揭示洪涝灾害成因和提出防治对策提供依据。