“汛地”原义辨

清代朱骏声《说文通训定声》和《辞海》中“汛地”一词之“汛”通“讯” ,将汛地解释为“讥诘往来行人处”。此说法明显有误。考据史实和文字可知 ,“汛地”之“汛” ,其初始含义应为“潮汛”、“汛期” ,汛地为“按期赴防之地”。

“汛地”源流考

“汛地”起源于元朝末年,在明朝及清初顺治年间得到了继承和发展。此时的“汛地”,是军队战时攻防体系或边防系统中,各部必须按时驻守的区域。康熙初年以后,“汛地”被逐渐转化为绿营兵营、协之下的驻防区,并与塘哨结合,形成汛塘制度,是朝廷维持地方社会稳定和交通通畅的重要手段。清朝末年,随着绿营兵的裁汰和消亡,“汛地”之制也告终结。“汛地”的兴衰变化,是元末至清代军制变化的重要表现,也折射出各王朝统治策略、民族关系与边疆形势的变化。

2023年华南开汛偏早与大气环流和海温的关系

采用合成、相关分析及相关物理量诊断等方法,分析了华南地区三重La Ni1a背景下2023年华南开汛偏早的大气环流和海温特征并与2022年作对比,结果表明:(1)2022和2023年3月广东降水偏多与前冬北太平洋暖海温相关,2022、2023年华南开汛偏早分别与前冬中印度洋海岭海域海温、前冬东太平洋海丘的以东海域海温增暖有关。(2)2022和2023年3月850 hPa风场华南沿海均呈现反气旋式分布,华南处于西南到偏南气流中有利水汽输送。两年开汛偏早与冷空气南下有关。(3)2022和2023年3月华南地区局地哈德莱环流在赤道附近北支上升气流加强,北支下沉支减弱且南退,在0°N—20°N范围内为负距平,有利于2022和2023年3月广东降水偏多。

清雍乾时期甘边营汛与民族地区治理的转型

营汛制度的运作和调整深刻反映了王朝边疆治理策略的演变。清代中期,朝廷对“番地”治理策略和政策变化对甘边营汛体系的调整与发展产生重要影响。罗卜藏丹津事件以后,清廷战略重心从防范蒙古或蒙、“番”①联合的威胁,转向对甘边“番地”治理。近“番”营汛在这一过程中扮演重要角色。岳钟琪提出营汛兼收“番粮”的设想在一定程度上得到推行,但州县实践中对营汛介入地方事务存在限制和妥协,最终朝廷将治理“番地”的职责划转给“厅”,由“厅”专职负责。清廷将修缮营汛设施的经费责任下放给州县(厅)官员,同时,严格限制营汛经费和项目批准,更注重行政管理和财政节约。这些变革不仅优化营汛体系的运作,也巩固了清朝在甘边地区的统治基础。

防汛抗洪抢险典型案例分析

近年来,极端天气气候事件频繁发生,2021 年江苏沿江及以北地区遭受突发大风、冰雹等强对流天气袭击,2022 年河南郑州“7.20”特大暴雨灾害,都造成了重大人员伤亡。本文通过对本地域特殊年份汛情发生、防汛抢险、险情处置等情况的收集整理分析,记录汛后措施落实过程,从典型案例中获得启示和反思。本文分析的是原芜湖市三山区 2016 年发生的汛情(2020 年区划调整,原芜湖市三山区与芜湖大桥经济开发区合并,成立安徽芜湖三山经济开发区,以下简称三山),这是有历史记录以来三山内河流域遭遇的最大一次洪水。

三问三门 何以迎汛——三门峡水利枢纽管理局2024年备汛工作记

自备汛工作开展以来,三门峡水利枢纽管理局(以下简称三门峡枢纽局)始终坚持人民至上、生命至上,全面落实“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾理念,全面履行枢纽安全度汛和黄河防汛抗旱职责,“确保三门峡、故县两枢纽所有泄水设施闸门启闭灵活、运转可靠。防汛主设备完好率、可调率、调度指令正确执行率均达到100%。”对于2024年备汛防汛工作,三门峡枢纽局防汛抗旱指挥部第一指挥长表示,要全力确保枢纽汛期安全,确保黄河安澜。

丹江口水利枢纽汛末提前蓄水方案研究

丹江口水利枢纽是汉江综合利用开发治理的关键性水利工程,是南水北调中线工程的水源水库,按照调度规程,丹江口水库汛末蓄满率低。为提高丹江口水库水资源利用效率,在充分分析汛末提前蓄水必要性的基础上,通过水文气象预报耦合,提出了汛末提前蓄水方案。结合2021年汛末提前蓄水实践,对提前蓄水的风险和效益进行了分析。结果表明:实施汛末提前蓄水至少能提高27%以上蓄满率。蓄水方案可操作性强,能够为丹江口水库实际调度提供可靠的技术支撑,以进一步发挥丹江口水利枢纽的综合效益。

考虑分级防洪目标的梯级水库汛控水位调度模型及应用

围绕中小洪水减压、大洪水保安和特大洪水降损等防洪目标,构建了面向分级防洪目标的梯级水库汛控水位优化调度模型,针对不同频率设计洪水,基于“模拟-优化”框架,采用仿生进化算法对调度模型进行了高效求解,并利用熵权法对调度方案进行了多目标评价,比选了梯级水库汛控水位方案。以金沙江中下游6个梯级水库和三峡水库组成的梯级水库为研究对象,研究结果表明:相比原汛限水位方案,在不降低原防洪标准的前提下,选定的方案可使梯级水库水位抬高0.36~6.22 m,发电量增加6.28亿~19.26亿kW·h,增幅为1.18%~4.27%,经济效益显著,可为梯级水库汛控水位的规划设计提供技术支撑。

基于水文水动力模型的洪泽湖汛末蓄水策略智能优化设计

针对洪泽湖丰水年汛末蓄水中蓄水时机与蓄水方案之间、防洪目标与蓄水目标之间的双重博弈,基于水文水动力模型精细化的仿真能力及枚举蓄水策略与数值模拟相结合的思路,构建了“时-量-标”三维映射关系,将水文水动力模型与NSGA-Ⅱ多目标优化模型相耦合,提取了汛末多闸门组合下泄的最优调控规则。结果表明:丰水年湖泊防洪风险与蓄水效益之间的Pareto竞争关系较为明显,两目标可以通过置换关系相互补偿;典型丰水年2003年洪泽湖汛末蓄水策略的全局最优解为9月20日起蓄,将蓄水调度规则中13.00 m水位所对应的闸门下泄总量由1600 m^(3)/s提升至2213 m^(3)/s,在降低防洪风险的同时可减少弃水损失。

2022年广东开汛偏早成因浅析

基于广东1961—2022年气象站的逐日降水资料、NCEP/NCAR 2.5°×2.5°全球再分析资料及哈德里中心1°×1°全球海表面温度(HadISST)资料,通过定义关键海区指数,分析影响2022年广东开汛异常偏早的海温因子,结果表明:2022年广东开汛时经、纬向风均呈现强的正异常中心,且为3月以来首次经、纬向风正值中心重叠。广东开汛偏早年,前期热带印度洋、海洋性大陆西部海域及黑潮区海域偏暖,赤道中东太平洋偏暖而西太暖池中部偏冷;反之亦然。2022年引起广东开汛偏早的主导先兆因子可能为热带南印度洋的马斯克林群岛海域及海洋性大陆西海域偏暖信号,而非ENSO信号。

三峡水库汛后提前蓄水方案研究

本文研究了三峡水库汛后提前蓄水方案。采用一维恒定流不平衡输沙数学模型计算了原方案 (1 75 - 1 45 - 1 5 5m)及汛后提前蓄水方案的水库泥沙淤积情况 ,讨论了汛后提前蓄水对三峡工程在防洪、发电及航运的影响 ,并初步评价了提前蓄水方案的综合效益。所得结论可供三峡工程正式建成后制定合理的调度运用方案参考。

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。

水文模型在计算中小流域致汛临界面雨量中的应用

在设定致灾标准的前提下,运用水文模型模拟降水和流量关系,反推不同基础水位达到致灾标准所需要的雨量,探讨中小流域临界面雨量计算的新方法、新思路。以湖北省荆门漳河流域为例,选取控制流域3/4面积的漳河水库为控制站点,利用新安江水文模型,通过1956—2012年36场洪水的模拟率定水文模型的参数,在此基础上结合漳河水库防洪能力,利用水文模型反推计算漳河水库不同基准水位、不同雨量分布条件下的致汛临界面雨量(到达汛限水位所需的面雨量)。结果表明:利用水文模型反推计算中小流域临界面雨量,能直观给出漳河水库不同基准水位、不同降水分布条件下的洪水入库过程曲线、水位变化过程曲线以及流域致汛临界面雨量,意义明确,技术方法可行,能有效丰富中小流域临界面雨量的计算方法。

基于模糊集合分析的汛期分期方法及其应用

在模糊集合分析理论及一般方法的基础上,充分考虑汛期的发展变化具有的模糊性、随机性和过程性,以及降雨径流响应过程的特征,以汛期正向累计雨量序列及反向累计雨量序列为基础,重新构造出一新的累计雨量序列,并作为汛期划分研究的基本研究对象,提出了出入汛最高标准(ASMAX)的概念以及消除出入汛标准影响的处理方法。最后对于桥水库控制区域汛期的分期规律进行了实际应用研究,研究结果表明:于桥水库控制流域汛期开始于6月11日,结束于9月18日,其中主汛期开始于7月21日,结束于8月4日。这基本符合海河流域主汛期在"七下八上"的统计规律。也表明累计雨量序列在一定程度上可以反应出汛期所具有的过程性,更适合汛期的分期分析。

三峡水库汛末不同时间蓄水对防洪的影响

为充分发挥三峡水库的综合效益 ,本文在三峡水库汛末洪水特性分析基础上 ,对水库 9月份各旬设计洪水进行频率和调洪计算 ,并给出了 9月份不同时间蓄水下水库各旬洪灾的风险率和风险损失 ,据此分析了汛末不同时间蓄水对水库防洪的影响。结果表明 ,三峡水库 9月份各旬的设计洪水均小于汛期设计洪水 ,且呈逐旬递减的趋势 ,只要水库汛末提前蓄水的时间恰当 ,不会给水库防洪带来风险。例如 ,对于 9月份 1 %设计洪水 ,水库 9月 1 6日以后蓄水的洪灾风险率和风险损失均为 0。

三峡梯级水电站汛末联合多目标蓄水调度研究

针对三峡梯级水电站汛末蓄水调度的复杂问题,以汛末蓄水、下游补水和梯级发电为目标,构建了梯级联合多目标蓄水调度模型,提出了两阶段约束法对模型目标进行降维处理,进而采用动态规划求解模型,并通过对不同来水过程的调度计算与方案比较。结果表明,随着三峡水库汛末蓄水位的抬高,梯级向下游补水能力逐渐减弱;若三峡水库汛末蓄水位相同,则梯级下游控制补水流量越大,梯级总发电量越大;若梯级下游控制补水流量相同,则汛末蓄水位越低,梯级发电量越大;下游控制补水流量越大,则梯级下泄流量越均匀,发电出力峰谷差越小,也越有利于下游通航安全。

三峡水库运行期设计洪水及汛控水位初探

考虑长江上游水库群调蓄对三峡水库设计洪水的影响,采用最可能组成法和典型年法推求干支流控制站洪水的地区组成,构建多输入单输出(MISO)系统模型模拟向家坝至三峡水库未控区间的洪水过程,研究探讨三峡水库运行期设计洪水及汛期防洪控制水位(汛控水位)。结果表明:长江上游干支流梯级水库的调蓄作用对三峡水库设计洪水影响显著;三峡运行期千年一遇设计洪峰流量为81 136 m3/s,3、7、15和30 d洪量分别为188.2、386.3、727.4和1320.9亿m3,相比建设期设计值分别削减了18.2%、23.8%、20.6%、20.2%和16.9%;在不降低防洪标准的前提下,三峡水库运行期汛控水位(155 m)比建设期汛限水位(145 m)抬高了10 m,这不仅有利于库区航运、维护库岸稳定、保护消落区生态环境,还可增发电量、减少蓄水期对洞庭湖和鄱阳湖的影响,经济社会和生态环境效益巨大。

广东开汛日期的多尺度物理统计预测模型

采用小波分析、Lanczos滤波器、相关分析、最优子集回归和交叉检验等方法,研究了广东开汛日期的多尺度变化特征及其与全球不同地区前期海温场、500hPa高度场的关系,建立了广东开汛日期的多尺度最优子集回归预测模型并进行了检验。结果表明,广东开汛日期存在显著的准6年和较明显的准17年周期振荡。广东开汛日期在年际和年代际变化尺度上与前冬海温场和500hPa高度场上共有20个显著相关区域,分别取对应时间尺度上显著相关区域的平均值作为预报因子,对相应时间尺度的广东开汛日期做最优子集回归,建立了相应的预测模型,以年际和年代际尺度上的预测值之和为广东开汛日期的预测值。所建立的预测模型具有较好的拟合效果,其中拟合值与实况值相差在5天以内的事件命中率为41.5%,10天以内的为60.4%。1951—2010年的交叉检验结果表明,广东开汛日期预测值和实况值之间的相关系数为0.33,通过了α=0.01的显著性水平检验。预测值与实况值相差在5天以内的事件命中率为26.7%,10天以内的为45.0%,因此,所建立的多尺度最优子集回归预测模型对广东开汛日期具有较好的预测能力。

清代黄河中游、沁河和永定河入汛时间与夏季风强度

利用清政府布设在黄河中游三门峡万锦滩、沁河下游木栾店以及永定河下游石景山、卢沟桥的志桩水位记录,以首次涨水超过0.64m作为汛期建立的标志,在候尺度下恢复了其汛期建立时间距平序列。黄河中游、沁河下游和永定河下游序列分别开始于1766年、1736年和1761年。研究时段内,黄河中游和沁河下游平均在7月6～10日入汛、永定河则在7月16～20日。永定河相对较为稳定,显示出其上游雨季开始时间基本维持在7月初,而黄河中游和沁河却波动较大,早晚相差达3个月;黄河中游与沁河入汛距平波动的同相位现象在19世纪中期之后比较明显。1870～1900年代黄河中游、沁河和永定河入汛普遍延迟1个候左右,对应于黄土高原夏温偏低的时期;1820～1860年代黄河中游、沁河入汛偏早,则对应了黄土高原夏温偏高。

典型井灌区农田土壤和地下水库调蓄汛雨径流的研究

针对８０年代以来，北京市平原区地下水资源日益匮乏，必须减少径流流失与燕发消耗， 利用汛雨与径流增加可用水资源，对在北京市东南郊天堂河流域水资源试验区取得的近２０年的 降水、地下水位等资料进行了较全面地整理；分析计算了不同水文年度０－３ｍ层土壤水库的蓄 水容量和调蓄能力；揭示了流域内不同层次地下水间的水力联系；研究了潜水、承压水随降水 的多年变化关系，并证明在当前地下水埋深条件下，降水对浅层地下水位变化的影响是跨年度 完成的。