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极端暴雨下不可移动文物脆弱性分析——以河南“7·20”暴雨为例

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防灾减灾工程学报 2024年第2期44卷 283-292页

作者：赵超辉万金红中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

暴雨灾害往往会对不可移动文物造成极大破坏,对灾后文物的损毁情况进行分析研究,可为不可移动文物的预防性保护工作提供重要参考。通过对2021年河南“7.20”暴雨中188处不可移动文物灾后调查资料的整理统计,分析了受灾文物损毁情况的差... 详细信息

暴雨灾害往往会对不可移动文物造成极大破坏,对灾后文物的损毁情况进行分析研究,可为不可移动文物的预防性保护工作提供重要参考。通过对2021年河南“7.20”暴雨中188处不可移动文物灾后调查资料的整理统计,分析了受灾文物损毁情况的差异性特征,归纳不可移动文物在暴雨灾害中的损毁形式表现为暴雨冲刷、积水浸泡造成的缓慢侵蚀破坏和洪水冲击、泥石流破坏造成的急剧动力破坏形式。另外,选取过程降雨量来表征暴雨灾害的危险性强度,构建了基于Lognormal概率分布函数的受灾文物损失状态脆弱性曲线模型,分别从结构材料、建筑规模、保存状态三方面综合分析不可移动文物的脆弱性特征。研究结果表明,砖土结构文物相比于砖木、砖石结构文物的脆弱性更强,当降雨量超过100 mm时有较高概率发生严重破坏,砖木、砖石结构文物在降雨量超过340 mm时有较高概率发生严重破坏;建筑面积在100 m2以下文物的脆弱性最高,极端暴雨灾害更容易对其造成严重破坏;相同降雨量下保存状态越差,文物脆弱性越强,其中保存状态较差的文物在极低降雨量(≤25 mm)有较高概率发生严重破坏。

关键词：不可移动文物暴雨灾害灾后调查破坏特征脆弱性曲线

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河湖幸福指数——安澜之河评价研究

中国水利水电科学研究院学报(中英文) 2024年第5期 457-465页

作者：王杉王静李娜吕娟中国水利水电科学研究院水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心

水安全是人民群众生存发展的最基本要求之一，是影响社会经济发展的重要因素。防洪安全是沿河人民获得和提升幸福感的基本保障。本研究分析了安澜之河与“幸福河”的关系、安澜之河的内涵，从洪涝灾害严重程度、洪涝灾害防御能力、洪涝... 详细信息

水安全是人民群众生存发展的最基本要求之一，是影响社会经济发展的重要因素。防洪安全是沿河人民获得和提升幸福感的基本保障。本研究分析了安澜之河与“幸福河”的关系、安澜之河的内涵，从洪涝灾害严重程度、洪涝灾害防御能力、洪涝灾害恢复能力等三方面构建了安澜之河的评价指标体系，提出了指标标准计算方法，并对全国10个水资源一级区安澜之河指标进行计算评价。结果显示，全国安澜之河总体水平已接近良好，太湖流域、黄河区、松花江区、淮河区和长江区等5个水资源一级区均高于全国水平。本次研究成果较为合理的反映了全国安澜之河的总体情况，可为水利行业开展“幸福河”建设与评估等工作提供参考。

关键词：幸福河湖安澜之河指标体系洪涝灾害

基于随机森林模型的GRACE数据3种空间降尺度对比

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湖泊科学 2024年第3期36卷 951-962页

作者：褚江东粟晓玲张特雷逸甦姜田亮吴海江王芊予西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾研究所北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

陆地水储量是赋存在陆地上各种形式水的综合体现,研究其时空变化对认识区域水循环过程和水资源调控等具有重要意义。然而现有陆地水储量变化数据实际分辨率较低,限制了其在中小流域或地区中的应用。针对这一问题,本文基于GRACE重力卫星... 详细信息

陆地水储量是赋存在陆地上各种形式水的综合体现,研究其时空变化对认识区域水循环过程和水资源调控等具有重要意义。然而现有陆地水储量变化数据实际分辨率较低,限制了其在中小流域或地区中的应用。针对这一问题,本文基于GRACE重力卫星和其后续卫星GRACE-FO反演的陆地水储量变化数据,首先采用随机森林模型,分别基于格点、区域(流域)和区域(全国)3种空间降尺度思路将GRACE数据降尺度至0.25°×0.25°,后结合GLDAS模型数据,基于水量平衡原理计算得到地下水储量变化数据,最后基于降尺度模型模拟效果和实测地下水位数据评估3种降尺度思路在全国的适用性。结果表明:随机森林模型能够较好地模拟驱动数据(降水、气温、植被条件指数和土壤水储量)与GRACE数据的统计关系,验证期格点降尺度思路的平均相关系数总体在0.6左右,区域降尺度思路的平均纳什效率系数、相关系数和均方根误差分别>0.5、>0.75和研究结果可为流域水资源可持续利用以及水资源规划等提供精细化的水储量变化数据。

关键词：水储量变化 GRACE 随机森林模型统计降尺度中国

南水北调中线工程水源区和受水区的降水时空变化特征及丰枯遭遇

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水土保持通报 2024年第1期44卷 136-146页

作者：陈茜茜屈艳萍吕娟张学君中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

[目的]基于1950—2022年时间序列ERA5再分析降水数据,探究南水北调中线工程水源区和受水区降水量时空变化特征,旨在保障跨流域调水的可行性和持续性,为南水北调中线工程水资源调度和运行管理提供科学参考。[方法]采用Mann-Kendall检验... 详细信息

[目的]基于1950—2022年时间序列ERA5再分析降水数据,探究南水北调中线工程水源区和受水区降水量时空变化特征,旨在保障跨流域调水的可行性和持续性,为南水北调中线工程水资源调度和运行管理提供科学参考。[方法]采用Mann-Kendall检验、小波分析、云模型以及Copula函数等方法,分析水源区和受水区降水变化趋势以及丰枯遭遇特征。[结果]①1950—2022年南水北调工程水源区和受水区分别按照年降水量34.75和39.35mm/(10a)幅度减少,水源区年降水量存在43a的主周期,受水区年降水量存在55a的主周期。②云模型隶属云图夏季降水量分布不均且离散程度较高,而冬季分布均匀且较集中。③调水不利的组合汛期和非汛期遭遇频率分别为23.15%和25.92%。[结论]水源区和受水区年降水量均呈现明显减少趋势,水源区丰枯交替变化显著;南北丰枯异步概率大于丰枯同步,同枯频率不高,有利于调水工程的安全性和可靠性。研究结果可为制定南水北调中线工程相关政策和技术指导提供理论依据,有助于工程的规划和管理,提高水资源利用效率和可持续性。

关键词：南水北调中线工程 Mann-Kendall检验小波分析云模型丰枯遭遇

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河北省涿州市“23.7”洪水模拟反演分析及思考

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中国水利水电科学研究院学报（中英文） 2024年第2期22卷 121-128页

作者：丁志雄中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

河北涿州“23.7”洪水影响大、损失重。为分析其原因,以及为灾后的恢复重建与今后的防洪治理等提供参考思路,建立了涿州市相关区域二维洪水数值仿真模型,对涿州市“23.7”洪水进行模拟反演及淹没影响对比分析。结果表明:除极端暴雨引发... 详细信息

河北涿州“23.7”洪水影响大、损失重。为分析其原因,以及为灾后的恢复重建与今后的防洪治理等提供参考思路,建立了涿州市相关区域二维洪水数值仿真模型,对涿州市“23.7”洪水进行模拟反演及淹没影响对比分析。结果表明:除极端暴雨引发的洪水量级大外,涿州市特殊的地理位置,防洪工程薄弱,蓄滞洪区内建设用地大量增加,是本次洪水影响大、损失重的主要原因。涿州市今后的防洪治理及其蓄滞洪区内的土地开发建设,除参考相关区域的开发经验外,更应加强防洪工程建设、完善洪水防御体系、加强蓄滞洪区的建设与管理,强化洪水风险分析及实时预报预警,提高公众的洪水风险防范意识等。

关键词：涿州市 “23.7”洪水模拟反演分析蓄滞洪区洪水风险预警

降雨时空不确定性对小流域洪峰模拟的影响评估

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人民黄河 2024年第4期46卷 49-54页

作者：王雪梅郭良翟晓燕中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

山丘区小流域洪峰模拟结果与降雨时空分布密切相关。以河南省荥阳市王宗店流域“7·20”山洪灾害为例,构建了15种时空分布的10 min尺度降雨情景,综合采用中国山洪水文模型和方差分析理论评估降雨时空情景变化对洪峰模拟的影响。结果表明... 详细信息

山丘区小流域洪峰模拟结果与降雨时空分布密切相关。以河南省荥阳市王宗店流域“7·20”山洪灾害为例,构建了15种时空分布的10 min尺度降雨情景,综合采用中国山洪水文模型和方差分析理论评估降雨时空情景变化对洪峰模拟的影响。结果表明:中国山洪水文模型可以较好地模拟“7·20”暴雨洪水过程。不同时间情景下10 min降雨量均匀分布模拟得到的洪峰流量较小、峰现时间较晚;非均匀分布时最大10 min降雨量发生时间越晚,模拟得到的洪峰流量越大、峰现时间越晚。空间情景变化主要影响洪峰流量模拟,采用泰森多边形法模拟得到的洪峰流量最大。时间情景变化是洪峰流量和峰现时间模拟结果不确定性的最主要来源,空间情景变化和时空情景耦合变化仅影响洪峰流量模拟。

关键词：暴雨山洪模拟降雨时空不确定性中国山洪水文模型方差分析王宗店流域

基于地理加权回归的吉林省微波土壤水分降尺度研究

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水电能源科学 2024年第2期42卷 23-25,4页

作者：宋每慧辛景峰黄诗峰陈鑫雨中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

微波遥感是土壤水分监测的重要手段,但微波遥感土壤水分产品的空间分辨率较低,难以满足区域尺度的应用需求。使用地理加权回归模型,以1 km MODIS产品的遥感地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)作为辅助数据,将空间分辨率为9 km的SMAP... 详细信息

微波遥感是土壤水分监测的重要手段,但微波遥感土壤水分产品的空间分辨率较低,难以满足区域尺度的应用需求。使用地理加权回归模型,以1 km MODIS产品的遥感地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)作为辅助数据,将空间分辨率为9 km的SMAP被动微波土壤水分数据降尺度为1 km,利用吉林省地面实测土壤水分数据,对降尺度后的SMAP数据进行了精度验证。结果表明,该降尺度方法在吉林省适用性较好,降尺度结果与SMAP数据在空间分布上保持了较高的一致性,小幅度提高了SMAP数据的精度,显著提高了SMAP数据的空间细节和纹理特征。

关键词：降尺度地理加权回归模型土壤水分 SMAP

1960-2019年鄱阳湖五河流域陆地水储量变化及其对主湖区水量的影响

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1204-1219,I0026,I0027页

作者：章阳张润润马苗苗布庆月河海大学水文水资源学院南京210098 中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾工程技术研究中心(水旱灾害防御中心) 北京100038 河海大学水安全与水科学协同创新中心南京210098

流域内地表水、土壤水和地下水等水储量组分相互作用和影响,共同构成了陆地水储量(TWS)的动态变化格局。本文以GRACE卫星数据为基准,利用GLDAS数据解析1960-2019年鄱阳湖“五河”流域TWS的时空变化特征及各组分对其变化的贡献,采用相关... 详细信息

流域内地表水、土壤水和地下水等水储量组分相互作用和影响,共同构成了陆地水储量(TWS)的动态变化格局。本文以GRACE卫星数据为基准,利用GLDAS数据解析1960-2019年鄱阳湖“五河”流域TWS的时空变化特征及各组分对其变化的贡献,采用相关分析方法分析TWS对降水的滞后响应关系,并进一步采用多元线性回归分析方法探究了“五河”流域TWS及各组分对鄱阳湖主湖区水量的影响。结果表明:“五河”流域年TWS在1960-2011年(P1)以-0.07 mm/a的下降,而在2012-2019年(P2)以3.37 mm/a的速率上升。相较于P1阶段,P2阶段春、夏季TWS盈余增强,秋、冬季TWS亏损减弱。春、夏季流域西部TWS变化逐渐由地表水转变为地下水储量主导,流域东部TWS变化主要由地下水储量主导;秋、冬季流域TWS变化主要为地下水储量主导,且地表水对TWS变化的贡献减弱。流域TWS对降水变化的响应滞时呈现夏、秋季短(1个月)而冬、春季长(3~6个月)的季节模式。地下水储量和土壤水对TWS变化的贡献增加会延长TWS对降水的响应滞时,而地表水对响应滞时起相反的作用。“五河”流域TWS与鄱阳湖主湖区水量具有显著的正相关性,地表水和地下水储量增加对湖区水体的增长具有正向作用,而土壤水增加对湖区水体的增长具有反向作用。本研究解析了近六十年鄱阳湖“五河”流域陆地水储量的变化及其对主湖区水量的影响,可为流域水安全管理提供参考。

关键词： GLDAS 陆地水储量季节模式组分贡献率响应滞时鄱阳湖流域

吉林省气象干旱指标适用性及干旱时空演变特征研究

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水利水电技术（中英文） 2024年第6期55卷 120-133页

作者：付平凡杨晓静苏志诚李云霄贺双燕中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038 中国地质大学(北京) 北京100083

【目的】吉林省是我国主要的粮食主产区,明确该地区干旱时空特征对于保障粮食生产安全具有重要意义,而适宜的气象干旱指标是准确识别旱情发展的前提。【方法】研究基于吉林省55个气象站点1960—2020年逐月降水和气温数据,计算标准化降... 详细信息

【目的】吉林省是我国主要的粮食主产区,明确该地区干旱时空特征对于保障粮食生产安全具有重要意义,而适宜的气象干旱指标是准确识别旱情发展的前提。【方法】研究基于吉林省55个气象站点1960—2020年逐月降水和气温数据,计算标准化降水指数(SPI)、降水距平百分率(PA)、标准化蒸散指数(SPEI)和相对湿润度指数(MI)3和12个月结果。构建指标适用性识别方法,实现4种气象干旱指数季节尺度监测结果与旱灾记录定量化精准识别分析,并基于最适宜指数分析研究全省年代际、年际和季节的干旱演变特征。【结果】研究结果表明:(1)4种指数监测准确率由高到低分别为SPI(71.15%)、PA(66.67%)、SPEI(66.03%)和MI(55.77%)。(2)年代际尺度,1980 s前吉林省易旱地区主要集中在东部地区吉林市和延边州,干旱频率均高于40%;1980 s后,高值区域转移到吉林省西部白城和松原市,干旱频率均高于20%。(3)年尺度、春、秋和冬季均呈显著湿润化趋势,干旱强度倾向率分别为-1.761%/10 a、-0.124%/10 a、-0.068%/10 a和-0.054%/10 a。【结论】SPI指数是4种指标中最适用于吉林省的指数,全省易旱地区从东南地区转移到西北地区,且中西部地区是干旱高发区。研究结果可为全省旱情监测、农业生产及旱灾防御指挥决策等工作提供参考借鉴。

关键词：气象干旱干旱指标指标适用性干旱监测吉林省气候变化