Dryness-wetness change and regional differentiation of flood-drought disasters in Guangdong during 1480-1940AD

Based on the historical records of the drought and flood disasters during 1480-1940AD, this paper reconstructs the sequences of wetness index （WI） and drought and flood disasters. We find a good identical relationship between the fluctuation of WI sequence and the δ^18O record of the GISP2 ice core in Greenland, which shows an apparent monsoonal disposal pattern of moisture and temperature. By applying the Morlet Wavelet Transform Method to deal with the data, several apparent periodicities, such as 7-8a, 11-15a, 20-23a and ca 50a, are revealed, among which some can be attributed to the solar forcing. Based on results of Cluster Analysis of dry-wet changes, we resume the regional differentiation pattern of flood-drought disasters all over Guangdong during different climatic intervals in the LIA and, find the western and northern parts of Guangdong have undergone drastic changes in drought-flood regional differentiation, but the eastern part is relatively stable, and the area of the Pearl River Delta shows stable condition of more flood disasters.

近50年滇池流域汛期降水时空演变特征分析

以滇池流域1970—2020年汛期(5—10月)降水量资料为依据,利用地理信息技术,采用Mann-Kendall检验法、小波分析等方法,分析近50年来滇池流域汛期降水年际变化的趋势性、周期性以及集中度、集中期、降水中心和旱涝发生频率等演变特征。结果表明:(1)近50年来,滇池流域汛期降水总体呈减少趋势,中部地区降水呈增加趋势,盘龙江上游的松华坝水库以上区域及南部地区降水呈减少趋势;(2)汛期降水年际变化存在31 a的主周期,中部主城区降水集中度高于南部地区;(3)汛期降水的中心整体呈现向东部、南部方向偏移的态势,且移动趋势显著;(4)滇池流域旱涝频发,尤其盘龙江中段昆明主城区为旱涝多发区。该成果对滇池流域水旱灾害防御及水资源管理具有参考意义。

为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业提供有力的水安全保障——在2024年全国水利工作会议上的讲话

这次会议的主要任务是:全面贯彻党的二十大和二十届二中全会、中央经济工作会议、中央农村工作会议精神,深入落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水重要论述精神,总结2023年水利工作,分析水利发展形势,部署2024年水利重点工作。

海河“23·7”流域性特大洪水防御启示与对策——以永定河为例

在极端天气常态化的背景下,流域应具有承受、化解和抵御洪涝和干旱灾害的韧性。分析了海河“23·7”流域性特大洪水的特点,在此基础上,阐述了此次洪水过程中永定河流域综合治理各项措施发挥的作用、存在的问题,按照建设韧性流域的要求,对提升永定河流域防洪能力提出建议。

北斗导航卫星系统在水利行业的应用与展望

北斗导航卫星系统是我国重要的时空基础设施,建设以来已经广泛应用于社会经济多个领域。智慧水利是新阶段水利高质量发展的最显著标志和6条实施路径之一,北斗导航卫星系统为智慧水利提供了强大的技术支撑,为数字孪生水利建设提供了重要的时空基准和高精度的位置及通信服务。从北斗导航卫星系统的功能视角,选择水利工程变形监测、水利巡检、水文监测数据传输等典型应用场景,分析了北斗导航卫星系统的应用现状;同时,还讨论了北斗遥感技术在水位监测、土壤水分反演和大气水汽反演等方面的应用情况;最后,展望了北斗系统在水利领域的发展趋势,指出其应用场景和领域将持续拓展、应用规模将不断增长,以及与新技术融合应用将不断增强,随着北斗导航卫星系统技术的持续创新和应用范围的进一步扩大,北斗导航卫星系统在未来水利行业中将发挥越来越重要的作用,它将成为加快水利新质生产力、推动水利高质量发展的重要推力。

为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业提供有力的水安全保障

今年3月22日是第三十二届“世界水日”,第三十七届“中国水周”宣传活动同步开启。联合国确定今年“世界水日”主题为“以水促和平”。我国纪念今年“世界水日”“中国水周”的活动主题是“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。水是生存之本、生产之要、生态之基。2014年3月,习近平总书记主持召开中央财经领导小组第五次会议,研究水安全问题,提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,这为系统解决我国水灾害水资源水生态水环境等新老水问题、保障国家水安全提供了根本遵循和行动指南,在中华民族治水史上具有重要里程碑意义。

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。

海温异常对长江流域夏季典型旱涝的影响研究

为研究长江流域夏季旱涝特征及其与海温异常之间的关联性,基于中国326个气象站降水量、NCEP/NCAR再分析资料等,采用合成分析、EOF分解等方法,分析了长江流域夏季典型旱涝年的降水分布、同期大气环流及前期海温特征,并以2018年为例,初步揭示了2018年前期海温异常对大气环流的可能影响。结果表明:①长江流域夏季典型旱年,仅嘉陵江和岷沱江会表现出局部偏涝,全国为典型的Ⅰ类雨型,多雨区位于黄河流域及以北地区。前期冬季赤道太平洋表现出类拉尼娜的东冷西暖分布,同时黑潮区海温偏低,西风漂流区海温偏暖。受多海域协同作用,同期欧亚环流场上自西北向东南呈现出“+-+”三极型分布,东亚地区为自北向南“-+-”的EAP负位相。长江流域典型涝年,全国多为典型的Ⅱ类和Ⅲ类雨型,环流及海温呈现出相反特征。②2018年为典型的长江中下游偏旱年,仅在岷沱江降水偏多近3成,为历史第4多,与长江流域夏季降水的主模态正位相类似,解释方差达24%。③2018年前冬出现弱拉尼娜、春末夏初西风漂流区异常偏暖、NAT异常正位相,三者共同作用,使得东亚副热带西风急流偏北,东亚沿岸出现EAP负位相,大陆热低压明显偏强,东亚夏季风为1961年以来最强,同时副高脊线最北,造成夏季降水主雨带北推至华北、西北地区,岷沱江、嘉陵江异常多,而长江中下游异常少,为典型的Ⅰ类雨型。研究成果可为长江流域旱涝预测、水资源调度提供参考。

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。

近53 a辽河流域旱涝灾害的时空特征

针对气候变化背景下辽河流域旱涝事件的频繁发生,以国家气象中心提供的地面降水日值数据集V3.0为基础数据,采用Z指数法表征旱涝事件,并应用集合经验模态分解法(EEMD)分析了辽河流域1968—2020年逐年、逐生长季的旱涝事件分布特征及其周期性规律,结果表明:(1)辽河流域近53 a中发生旱涝事件的灾害年份约占总时间序列的2/3以上,集中发生于上世纪80、90年代中后期及本世纪00年代.(2)近53 a中,重度干旱或洪涝事件均以流域东南部的河流下游及入海口区域最为严重,流域东南部的旱涝程度反差最为强烈.(3)对于辽河流域范围的旱涝事件来说,周期特征以短时高频振荡为主,年代际尺度的波动对于周期规律的贡献率相对较低.

民俗文化视域下的云南兴蒙蒙古族之旱涝灾害应对考察

云南兴蒙蒙古族是杞麓湖滨农耕文化的重要创造者之一。元明清以来,随着当地蒙古族的农业开发,杞麓湖西畔的蒙古族聚居地逐渐成为滇中的重要粮仓,然而,严重的水旱灾害常常给当地农业生产带来巨大的破坏。兴蒙蒙古族的民俗文化应对主要包括生活经验的传承、自然崇拜的祈愿和日常生活的禁忌,这些旱涝灾害的民俗文化应对一方面能较好地使民众意识活动脱离对特定事件因果的沉浸,调节当地群众的消极情绪,提升安全感,成为居民情感的疏导口;另一方面,浸润人民群众生存智慧的灾害经验总结和应对是当地蒙古族经历代传承留存的民俗文化精髓。

我国水旱灾害防御应对

洪旱灾害是我国自然灾害中损失最为严重的灾害。中华人民共和国成立以来,历经70余年的建设,已逐步形成较为完备的工程体系和非工程体系相结合的水旱灾害防御体系,水旱灾害防御能力达到国际中等水平。在近年来海河“23·7”流域性特大洪水、2022年长江流域干旱等水旱灾害防御应对中,已建的工程体系和非工程体系发挥了重要作用。近年来因洪涝灾害死亡人口、因洪涝直接经济损失占当年GDP的比值呈明显下降趋势,水旱灾害防御成效显著。受全球气候变化和人类活动影响,我国水旱灾害呈现趋多、趋频、趋强、趋广的趋势,为应对更为极端和反常的水旱灾害,文章提出了构建水旱灾害防御矩阵、完善水旱灾害防御工程体系、建设数字孪生流域、完善法律法规及管理体制机制等思路构想。

2022年7月内蒙古干旱半干旱区涝—旱转折事件的成因分析

2022年7月内蒙古中西部地区降水明显偏少,且呈前期偏多、后期偏少的涝—旱转折性分布特征,分析不同阶段环流分布差异和影响系统间的配置对进一步做好内蒙古汛期降水预测具有重要作用。利用内蒙古116站逐日降水量、国家气候中心130项气候指数、美国国家环境预报中心/国家大气科学研究中心(National Center for Enviromental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐日再分析资料和美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Admin⁃istration,NOAA)逐月海表温度资料,分析2022年7月内蒙古中西部地区涝-旱转折事件的成因。结果表明:(1)2022年7月内蒙古中西部地区降水量严重偏少,为该地区1991年以来同期降水最少、气象干旱最为严重。(2)7月1—11日降水相对偏多,冷空气路径偏北且强度较弱,西太平洋副热带高压强度偏弱,位置偏北、偏西,冷暖空气在内蒙古中西部地区交绥,加之这一时段高空西风急流位置偏北,内蒙古中西部位于急流轴以南,有利于高层辐散和上升运动发展。7月12—31日降水明显偏少,环流经向度加大,冷空气活动路径偏南且强度增强,西太平洋副热带高压强度偏强且位置明显偏南,不利于水汽输送,加之高空西风急流位置偏南,内蒙古中西部位于急流轴以北,不利于高层辐散和上升运动发展;7月中旬后期至下旬高空西风急流南北向扰动偏强有利于激发东亚—西北太平洋经向遥相关波列,使得西太平洋副热带高压位置偏南从而导致降水偏少。(3)日本海至北太平洋西北部地区的海温异常是影响内蒙古中西部地区降水多寡的重要外强迫信号之一。2022年7月该海区海温异常偏高,其上空激发的气旋式环流减弱了南方暖湿水汽的经向输送,是导致内蒙古中西部降水由涝转旱的原因之一。

明清时期安徽江淮地区旱涝灾害演变初探——以杭埠河流域为例

文章通过史料对杭埠河流域附近州县的灾害进行逐年的等级量化,以现有学科方法结合该流域特点,计算旱涝平均等级值等数据,重建小流域旱涝时空演变序列,以期对当今流域综合治理提供帮助。研究发现,该流域1428—1905年分为6个阶段:1428—1477年,气候较为平稳;1478—1559年,旱涝交替,以旱灾为主;1560—1614年,气候较为湿润,极端天气频发;1615—1725年,旱涝交替,极端干旱气候频率增加;1726—1855年,气候持续湿润,涝灾多发;1856—1905年,旱涝交替,但强度减弱。

基于水循环全过程的旱涝级联效应研究框架

气候变化与人类活动影响加剧背景下,亟须实现旱涝灾害风险精准防控。从孕育机理、传播机制、事件评价、风险评估、影响效应等方面回顾了旱涝事件研究现状,明晰了当前在旱涝事件演变机理和评价指标构建方面存在的不足。从水循环全过程视角,分析了干旱和洪涝事件在坡面、河道、流域和区域4个尺度与水量和效应2个层面的本质内涵、影响效应及评价方式。基于地表-土壤-地下、坡面-河道、支流-干流及水网工程间的水力联系,分别从水量和效应层面分析了不同空间尺度上干旱和洪涝的内在联系,明确了干旱、洪涝及旱涝级联过程本质上受流域调蓄作用的影响。从旱涝级联效应的内涵、类型、表现形式和关键技术等方面,提出了旱涝级联效应的研究框架。未来应从流域调蓄作用的视角量化不同空间尺度各要素调蓄能力变化,分层调蓄防范化解旱涝风险。

东江流域控制性水工程联合调度策略与机制探讨

近年,东江流域旱涝事件并存,防洪与供水安全形势严峻,三大水库和干流梯级电站是东江流域水旱灾害防御中的重要水利工程。收集流域水工程多年运行经验、案例、数据,综述东江流域控制性水工程联合调度在管理体制、防洪调度、水量调度等方面的研究、实践现状,通过数学模型、统计等方法,对现状调度体制与机制中存在的问题进行分析。从管理、技术、研究等角度提出建议与对策。

旱涝急转对玉米叶片衰老特性和产量的影响

为研究旱涝急转对玉米叶片衰老特性和产量的影响,以春玉米“宜丹629”为供试材料,2021年在测坑条件下,设置拔节期旱(drought,D)、涝(waterlogging,W)、旱急转轻涝(drought-light waterlogging,D-LW)、旱急转中涝(drought-moderate waterlogging,D-MW)、旱急转重涝(drought-heave waterlogging,D-HW)、和正常供水(control,CK)6个处理。测定不同处理组合下玉米大喇叭口期、抽雄期和灌浆期叶片叶绿素仪(soil and plant analyzer development,SPAD)值、过氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、可溶性蛋白含量和净光合速率(net photosynthetic rate,P_(n)),成熟期籽粒产量及其构成。结果表明,与CK相比,D-LW处理抽雄期和灌浆期玉米叶片的SPAD值、SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量、P_(n)和成熟期穗数、穗粒数和千粒质量差异不显著,其籽粒产量维持在较高水平(7 810.3kg/hm~2),说明旱急转轻涝不会加速玉米叶片的衰老,从而稳定籽粒产量。而其他水分胁迫处理显著降低各监测时期玉米叶片SPAD值、SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量和P_(n),明显提高MDA含量,使穗数、穗粒数和千粒质量减少,最终显著降低产量(较CK下降13.3%~72.7%)。整体上,D-MW和D-HW处理明显加速玉米叶片衰老,严重抑制籽粒产量。综上,拔节期旱后急转轻涝对玉米叶片SPAD值、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量和P_(n)有补偿作用,从而获得较高的籽粒产量。研究结果为玉米应对旱涝急转灾害和灌排管理提供理论依据。

鄱阳湖浮游植物时空变化特征及其对极端洪枯事件的响应

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖泊,其水生态健康状态始终是人们关注的热点。近些年,鄱阳湖极端洪旱灾害频发,浮游植物生长受极端洪旱的影响发生了明显变化。为分析浮游植物时空变化特征、探究环境因子对鄱阳湖浮游植物影响机制以及极端洪枯事件对浮游植物的影响,利用结构方程模型(SEM)构建浮游植物与环境因子的影响路径模型,定量分析环境因子对浮游植物的影响程度。结果表明,鄱阳湖浮游植物以蓝藻、绿藻为主且有明显的季节特征,在7月丰水期浮游植物密度达到最高;由结构方程模型(SEM)可知,影响浮游植物密度最关键的因子为物理因子(水温>pH>透明度>溶解氧),其次为营养物质(总氮>硝态氮>总磷>磷酸盐),浮游植物对高温、高营养和高pH较偏好。2020年极端洪水和2022年极端高温干旱,浮游植物密度主要受水温、溶解氧、透明度等物理因子的影响;在影响较小的营养物质中,主要的限制性因素分别为磷和氮。与正常年份相比,极端洪水年鄱阳湖受入湖来水及降雨的增多,湖区水量急剧增加,“稀释”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的促进作用造成浮游植物密度和生物量有所下降;在营养物质中,磷成为主要限制性因素。而极端高温干旱年受入湖来水的减少及湖水的快速蒸发,“浓缩”作用超过水温和透明度对浮游植物生长的抑制作用造成浮游植物密度和生物量显著增加,同时,营养物质对浮游植物的作用更加凸显。研究结果表明极端洪枯事件导致鄱阳湖浮游植物变化明显,确定其对浮游植物的影响机制,可以为极端洪枯事件下浮游植物监测、管理提供一定的理论基础。

乡村河道治理对极端天气下洪涝灾害的影响分析:以豫北乡村为例

【目的】随着近年来强降雨引发洪涝灾害问题的日益突出,为深入探索乡村河道治理对极端天气下发生洪涝灾害的内在影响,进一步提高乡村地区河道治理水平,加强保障乡村—城市区域整体生产运行安全及人民生命财产安全能力,【方法】以豫北乡村为例,基于诸多业界专家学者的研究成果,通过对乡村河道的实地走访调查,对现有乡村河道老化、侵占等现状及问题进行了统计、总结归纳与研究分析,并对乡村区域实例进行了不同等级的降水计算分析。【结果】结果显示:乡村河道治理工作对极端天气所致洪涝灾害风险具有重要影响、乡村河道治理工作的现状存在诸多问题、乡村河道改造具有迫切性和必要性。【结论】针对调研数据统计分析,总结归纳了乡村河道治理存在的以违规侵占土地为主的6方面问题,结合降水计算结果,发现:现有状况下的乡村河网不足以面对极端变化天气下引发的洪涝风险,需持续提升新时期的河湖管理水平,加强应对极端变化天气引发洪涝灾害的应急能力。基于此,针对乡村河道治理问题给出了对应的6点对策建议。

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。