Spatial and Temporal Characteristics of Drought and Flood in Quanzhou Based on Standardized Precipitation Index (SPI) in Recent 55 Years

To analyze the characteristics of drought and flood variations in Quanzhou during recent 55 years, the standardized precipitation index (SPI) and Empirical Orthogonal Function (EOF) and Rotated Empirical Orthogonal Function (REOF) were calculated by using the monthly precipitation data from 6 meteorological bureaus across Quanzhou for 1960-2014. Results showed that: 1) During 1960-2014, the drought and flood showed Periodic variation characteristics in Quanzhou, the specific period of frequent drought was 1963-1972, 1977-1986 and 2009-2011, and the specific period of frequent flood was 1961-1962, 1972-1975, 1990-1992 and 1997-2007;the drought and flood did not have significant tendency of variation in Spring and Summer, and the drought and flood showed a non-significant downward trend in Autumn and Winter. 2) The drought and flood variation had relatively consistent trend in Quanzhou, but there was a big difference on the northwest mountainous area, the middle semi-mountainous area and the southeast coast area in some periods. 3) The precipitation cell and distribution in every season were Nan’an and Anxi, but there was a big difference in rainfall less area: it was Yongchun and Dehua in Spring, Chongwu and Jinjiang in Summer, Chongwu in Autumn, Dehua and Chongwu in Winter.

考虑超标准洪水作用的沥青心墙坝溃决生命损失评估模型

抗冲刷能力更强的沥青心墙坝一旦遭遇超标准洪水,将面临溃决风险,对下游人民造成严重威胁。现有针对沥青心墙坝的溃决生命损失研究尚属匮乏,亟需开展生命损失评估。本文分析超标准洪水作用下沥青心墙坝的溃决特征,考虑生命损失影响因素之间的相互作用过程,基于溃决洪水致灾机制构建生命损失定量评估模型,实现溃决生命损失的快速定量分析;通过方法对比和敏感性分析,明晰不同影响因素对溃决生命损失的作用规律。将模型应用于新疆射月沟溃决案例发现:溃决洪峰流量为3320 m^(3)/s,溃决历时3.35 h,与实际结果相符;生命损失定量模型分析结果为31人,与实际误差在11%以内,优于其他损失模型;风险人口的敏感性指数I_(max)和I_(min)值最大,分别为1.436、0.486,是射月沟溃决生命损失最重要的影响因素,其他依次为洪水严重性、是否撤离、警报时间、淹没范围。

欧美亚典型发达国家洪水标准及应对气候变化策略

针对洪水标准选用及应对气候变化适应性政策制定问题,系统调研欧美亚典型发达国家在该领域的研究及应用成果,从工程设计洪水标准和流域洪水管理标准等角度综述美国、荷兰、英国和日本洪水标准的制定政策,从气候变化对设计暴雨/洪水的影响角度分析总结英国和日本在应对气候变化上的适应性对策。建议在洪水标准及气候适应对策研究中抛弃单纯依据大坝尺寸确定洪水标准的方式,基于动态发展及整体-局部互馈关联视角,兼顾气候变化对暴雨洪水的影响,从洪水潜在危害及风险角度出发,制定相应的政策规范。本综述可为我国新时期洪水标准选用规则及适应气候变化策略的制定提供参考。

九洲江中下游超标准洪水及风险防御分析

九洲江面临北部湾,是广东省西部独流入海的主要河流之一,洪水、暴潮等自然灾害尤为严重。为提升九洲江防御超标准洪水能力,文章调查了九洲江中下游防洪工程体系和防洪保护区基本情况,分析了九洲江洪潮遭遇情况,采用二维数学模型分析九洲江超标准洪水,得到了超标准洪水淹没范围和淹没深度,提出了风险防御对策。

湛江市中心城区超标准洪水风险分析及防御对策探讨

基于对湛江市洪涝灾情特征、防御工程体系、中心城区洪水风险因素的综合分析,通过建立洪水分析模型,计算得出湛江市中心城区发生超标准洪水时,中心城区有13个镇(街)受淹,23个行政村(社区)、约8000人需进行人员避险转移,研究成果可为预报预警、应急响应及避险转移等防御超标准洪水措施提供相关对策建议。

干旱区与湿润区旱涝急转演变特征对比研究

以长江、黄河和淮河流域为研究对象,基于标准化旱涝急转指数,利用趋势分析、变点检验、小波分析、随机森林等方法探究典型干旱区与湿润区旱涝急转演变特征及其驱动因子。结果表明:湿润和半湿润区是极端旱涝急转事件的高频发生区,干旱区是极端旱转涝事件的高频发生区;干旱区的突变发生在1998年,湿润区的突变在1978年,未来干旱区更易发生旱转涝事件,湿润区则相反;气象因子在湿润区对旱涝急转的贡献度更大,大气环流对干旱区的影响突出,旱涝急转与不同驱动因子间存在非线性关系。

洪水预报在蓄滞洪区启用条件中的应用研究

针对蓄滞洪区的启用涉及到的蓄滞洪区内人员和财产转移等诸多问题,本文将洪水预报引入蓄滞洪区启用的条件中,通过构建一套河系预报,可提前8 d预报出江桥站的流量是否达到启用蓄滞洪区的标准,并通过分级启用蓄滞洪区的方式,为决策和人员财产提供了时间的保障。同时文中还分析了各主要站点预报方案的精度和拉林河洪水的影响,以确保预报的可靠性和蓄滞洪区启用标准的合理性。

标准—检测—认证体系支撑防汛抗旱产品行业高质量发展的思考

标准、检验检测和认证作为国家质量基础设施的重要组成,对产业升级、技术创新和质量提升有重要作用,已经在我国消防和环保等诸多行业发挥了重要作用。但是防汛抗旱产品领域尚未建立起成熟的标准—检测—认证体系。我国防汛抗旱产品具有种类多、类型杂、涉及行业广的特点,为规范防汛抗旱产品市场,促进防汛抗旱产品行业高质量发展,在简要分析国内外防汛抗旱领域标准—检测—认证制度基础上,针对我国防汛抗旱产品行业发展现状,提出了在防汛抗旱产品领域建设标准—检测—认证体系的相关建议。

数字孪生漳河灌区建设实践研究

为研究数字孪生技术在水利工程领域的应用,结合数字孪生灌区建设要求,基于漳河信息化现状,介绍了数字孪生漳河灌区建设的总体思路、技术架构以及关键技术,从立体感知体系、自动控制系统、支撑保障体系、数字孪生平台、业务应用平台及网络安全体系6个方面总结了数字孪生漳河灌区建设的初步成效。研究表明:数字孪生技术可以帮助灌区进行模拟预测,提高水资源利用效率和灌区整体经济效益,实现数字孪生模型与实际系统的实时互动,提升灌区运行效率和响应能力。研究成果可为相关领域的研究和应用提供借鉴。

长江流域旱涝急转演变特征及其社会经济暴露度

旱涝急转是指干旱和洪水之间的快速转变,对农业生产和人类安全造成巨大威胁。本研究基于月尺度的旱涝急转量级指数,分析了长江流域历史和未来四种旱涝急转事件,并通过滑窗法构建了旱涝急转量级的时变函数,揭示了未来旱涝急转风险变化。同时,结合共享社会经济路径量化了人口和经济受旱涝急转风险变化影响的程度。结果显示,历史时期长江流域中下游旱涝急转事件频发,旱–涝和涝–旱事件每10年发生10~12次,而旱–涝–旱和涝–旱–涝事件每10年发生3~4次。未来旱–涝–旱和涝–旱–涝事件预计大幅增加,其中长江上游部分地区增长了约7倍。对于历史基准期50年一遇的旱涝急转事件,未来发生概率将增加5~10倍,给长江流域的人口和经济带来重大影响。

丹江口库区多时间尺度旱涝变化特征研究

利用丹江口库区1961年-2019年21个气象站点数据计算了多个时间尺度的标准化降水蒸散指数,探究了库区旱涝时空变化特征,以期为库区生态环境建设与管理提供科学依据。结果表明:时间尺度越小,库区旱涝发生越频繁,反之越稳定,库区干旱发生频率高于洪涝频率,而库区未来呈偏湿趋势;除1个月时间尺度外,其余时间尺度库区干旱与洪涝频率空间分布特征相反,而库区旱涝变化趋势空间分布较为一致;库区多时间尺度旱涝周期交替现象一致,主要时间尺度以28年~32年、6年、14年为主,未来几年库区呈偏涝趋势,应加强相应的生态环境保护措施。

北江流域城市防护区超标准洪水演进模拟

在气候变化和人类活动共同影响下,极端水文事件发生概率增大,城市面临超标准洪水风险日益增加。为分析超标准洪水对北江流域城市防护区影响,以广东省英德市英城防护区为例,建立一、二维耦合数学模型,分析漫溢和溃堤情况下超标准洪水演进特征及其对防护区重要地物的影响。结果表明:超标准洪水条件下英城防护区主要洪水风险为堤防决口;洪水重现期由50 a增至200 a,漫溢条件下淹没面积由2.46 km^(2)增至5.52 km^(2);溃堤后,淹没面积由7.18 km^(2)增至14.24 km^(2),淹没水深最大值超过3.5 m,洪水由溃口向英城防护区演进,总体上最大流速为0.05~3.00 m/s,但溃口附近最大流速超过6 m/s。

城市市政排水与水利防洪排涝标准的相容性衔接研究

城市“汛期看海”已成为影响居民生活的频发灾害之一,近年被社会广为关注。其看似简单的排水问题,实则是市政排水与水利防洪排涝标准的相容性衔接问题。文章以江苏省昆山市和浙江省慈溪市为典型对象,深度剖析两体系标准下的设计暴雨、径流流量、排口水位三要素,并提出每种要素在两体系标准下的相容性衔接方法;构建了慈溪市洪涝防治相容性措施,并借助管网与河网的精细化耦合洪涝模型,评估出措施实施后内涝风险明显降低。研究成果有助于构建相容协调的市政排水与防洪排涝系统,推动城市内涝治理。

洪洼洪泛区溃堤洪水与漫溢洪水联合演进数值模拟

河道溃堤洪水与漫溢洪水是两种典型的洪水灾害,准确模拟这两类洪水的联合演进过程至关重要。为准确获取超标准洪水条件下溃堤洪水和漫溢洪水的联合演进情况,以淮河流域典型洪泛区为研究区域,结合河道形态、下垫面条件、工程调度等情况,综合确定网格大小、空间步长与时间步长等。采用MIKE11构建一维河网模型,采用MIKE21构建洪洼洪泛区二维水动力学模型,采用MIKE FLOOD构建一维、二维耦合模型,分别采用标准连接、侧向连接耦合溃堤洪水与漫溢洪水。采用2003年、2007年典型洪水过程对一维模型的参数进行率定和验证,模拟水位过程与实测水位过程拟合较好,纳什效率系数均大于0.80,水位峰值模拟值与实测值偏差小于5%,构建的模型能够同时模拟溃堤、漫溢洪水演进过程。在100 a一遇、300 a一遇超标准洪水与不同防洪薄弱堤段组合情景条件下,开展典型溃堤、漫溢场景的洪水联合演进过程模拟。模拟结果表明,100 a一遇、300 a一遇超标准洪水淹没范围分别为121.50 km^(2)、149.87 km^(2),平均最大淹没水深分别为2.33 m、2.90 m,洪水演进及淹没情况符合区域地形地物等实际情况。研究成果可为区域洪水预案编制、灾害预警、决策制定、避洪转移等提供依据,也可为同类型研究工作提供借鉴。

新形势下珠江流域防洪规划若干问题思考

变化环境下的水文情势变化认识、洪水风险识别和流域防洪标准协同等,是新形势下优化布局防洪工程体系、安排洪水出路、提升流域防洪能力面临的基础性问题。针对珠江流域防洪新形势,分析了设计洪水推求、洪水风险评估相关方法的现状和存在的不足,初步探讨了基于水文水动力模型和设计降雨的变化环境下设计洪水推求方法,提出了考虑洪水出槽的洪水风险精细化识别方法,并就如何统筹流域上下游、实现防洪标准的协同提升进行了初步阐述,以期为新形势下珠江流域防洪规划提供参考。

全国中小河流治理模式和投资规律研究

中小河流治理是保障区域防洪安全的重要举措,是满足人们美好生活需要的重要载体。优化中小河流治理模式,合理安排中小河流治理资金,有利于高质量推动中小河流系统治理,充分发挥中小河流治理效益。基于全国中小河流基本特征、治理现状、投资情况等调查统计数据,分析了中小河流的数量、分布和特点,研究了中小河流治理的重点、模式和投资规律。结果表明,不同地区、不同类型中小河流的治理模式不同,采取的治理措施和治理标准不同,单公里治理投资存在明显差异。本研究分区分类提出了中小河流的治理重点和适宜模式,揭示了中小河流治理投资的影响因素和时间演变规律,为推动实现中小河流治理提质增效提供了理论参考。

新能源电站场地设计防洪研究

为解决新能源电站场地设计时防洪标准及防洪技术不明确的问题,通过对比分析现行规范,综合归纳风电场、光伏电站、生物质电站、储能电站的防洪标准,提出防洪标准建议;通过分析电站场地设计时的多重影响因素,提出相关防洪设计策略。得到以下结论:1)对于光伏电站和风电场的发电区域,防洪标准建议按照DL/T 5084—2021《电力工程水文技术规程》第3.0.9条来确定。2)发电和变电是电力工程的有机整体,当二者防护等级或规模不同导致防洪标准不同时,建议取二者中的高值,以保证安全性。3)对于涉及新能源电站的重大工程,建议依据水文专业提供的工程寿命周期内的可能最大洪水(PMF)数据作为设计防洪标准。

公路跨河桥梁工程防洪影响评价研究

以某桥梁为例,对其设计流量、设计水位、壅水高度和冲刷深度进行了计算。计算结果显示,该桥梁的设计流量、设计水位、最大壅水高度、壅水影响距离和总冲刷深度分别为680m^(3)/s,34.3m,1.4m,151m和2.35m,均满足发生洪水时的防洪标准。上述结果表明,桥梁对河道的行洪走势和河势的稳定性影响较小。

太湖流域超标洪水应急调度效益评估

太湖流域水利工程众多、调度复杂,科学评估水利工程洪水调度减灾效益对流域制定工程方案、预案具有重要意义。采用太湖流域洪涝淹没仿真模型及太湖流域洪灾损失评估模型,可模拟不同情景下的流域河网水位、水量及洪水淹没情况,并根据洪水淹没特征分布,评估不同水工程调度后的洪灾损失。以太湖流域发生2020年超标洪水为背景,分别模拟了采用常规调度方案和应急调度方案两种情景下太湖流域洪涝灾害情况,评估了采用超标洪水应急调度方案在2020年洪水防御中发挥的减灾效益。结果表明:采用超标洪水应急调度方案在发挥水利工程减灾效益方面作用明显,尤其是可提高太浦河、望虞河两条太湖主要泄洪河道的排水能力,可降低太湖水位0.31 m,缩短高水位持续时间1~22 d,减少淹没面积180.1 km^(2),减少流域直接经济损失约16.2亿元。研究成果可为太湖流域洪水调度方案、预案制定工作提供参考。

基于数字孪生技术的浙江省曹娥江超标准洪水防御演练及成效

为全力做好杭州亚运会期间水旱灾害防御工作保障,浙江省水利厅组织开展了2023年浙江省水旱灾害防御演练,主要依托“曹娥江数字孪生流域”数字化平台模拟曹娥江流域超标准洪水防御全过程,检验数字化平台的实际效用、水旱灾害防御预案和省市县3级水利部门防洪应急协同能力,总结了在水旱灾害防御矩阵构建、预报调度一体化应用、基层水旱灾害防御人员实战培训和水利现代化装备技术集成运用等方面取得的成果和经验,并提出建议。