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水工程调度与低影响开发协同作用下典型城市片区洪涝过程模拟--以福州市为例

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水利学报 2022年第7期53卷 833-844页

作者：叶陈雷徐宗学城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875 北京师范大学水科学研究院北京100875

城市水工程调度与低影响开发措施,在应对城市暴雨洪涝中发挥了重要作用。本文以沿海城市福州主城区晋安河片区为例,构建一套综合的水文水动力模拟框架,从全域视角分析实时控制调度下的洪涝响应特征,并选择典型社区,从社区尺度下分析低... 详细信息

城市水工程调度与低影响开发措施,在应对城市暴雨洪涝中发挥了重要作用。本文以沿海城市福州主城区晋安河片区为例,构建一套综合的水文水动力模拟框架,从全域视角分析实时控制调度下的洪涝响应特征,并选择典型社区,从社区尺度下分析低影响开发措施与水工程调度协同作用下的洪涝过程。结果表明,全域尺度下,通过上游水工程联合调度可以有效控制下游内河水位,距离琴亭湖更近的晋安河主河道断面相比于下游断面,其断面水位变化受实时调度方案影响更为明显。在未考虑河道漫溢时,联合调度对河道水位的影响明显大于对内涝淹没的影响。在社区尺度下考虑河道漫溢时,低影响开发措施与水工程调度对内涝淹没的协同作用明显。在重现期为100 a、历时为2 h降雨下,协同治理前后,淹没面积由7.57 hm^(2)减少至4.85 hm^(2);在苏迪罗台风降雨数据驱动时,协同治理前后,淹没面积由22.87 hm^(2)减少至9.83 hm^(2)。研究成果可以为城市防洪减灾应对措施提供一定的参考。

关键词：城市洪涝水文水动力模型联合调度海绵城市

粤港澳大湾区1961—2014年降水时空演变特征分析

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水资源保护 2022年第4期38卷 56-65,74页

作者：付铁文徐宗学陈浩黄亦轩叶陈雷城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875 北京师范大学水科学研究院北京100875

利用粤港澳大湾区31个气象站点1961—2014年逐日降水资料,采用Mann-Kendall非参数检验法、Hurst指数、小波分析法、经验正交函数(EOF)分解法等方法,分析区域年、季节降水时空演变规律。结果表明:1961—2014粤港澳大湾区降水波动较大,时... 详细信息

利用粤港澳大湾区31个气象站点1961—2014年逐日降水资料,采用Mann-Kendall非参数检验法、Hurst指数、小波分析法、经验正交函数(EOF)分解法等方法,分析区域年、季节降水时空演变规律。结果表明:1961—2014粤港澳大湾区降水波动较大,时空分布不均,年、冬季、春季降水量呈不显著上升趋势,秋季呈不显著下降趋势;春夏两季降水分别在1964—1965年和1965—1966年发生突变;降水变化的整体方向将继承过去的趋势,系统的平均循环长度分别为4 a、6 a、8 a、10 a和11 a;年降水量变化以28 a为主周期,以18 a、13 a和6 a为次周期;年降水量总体上从东南至西北呈现递减趋势;大湾区降水主要是全区一致的变化,其次为东部沿海地区及西北部封开、怀集地区与内陆地区反位向分布。

关键词：降水时空分布 Hurst指数经验正交函数粤港澳大湾区

城市化水文效应研究进展:机理、方法与应对措施

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水资源保护 2022年第1期38卷 7-17页

作者：徐宗学李鹏北京师范大学水科学研究院北京100875 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

为深刻理解城市化对水文过程与生态环境的影响机制,从水循环过程、暴雨内涝及水体环境变化3方面总结了国内外对城市化水文效应的研究进展,梳理了城市化水文效应的研究方法与技术体系,阐述了国内外应对城市化水文效应的基本思路与措施。... 详细信息

为深刻理解城市化对水文过程与生态环境的影响机制,从水循环过程、暴雨内涝及水体环境变化3方面总结了国内外对城市化水文效应的研究进展,梳理了城市化水文效应的研究方法与技术体系,阐述了国内外应对城市化水文效应的基本思路与措施。针对目前研究中的问题,展望了未来研究的重点方向,如城市化水文效应的机理解析、城市水文监测系统与智慧水务建设以及建立健全应急管理机制,旨在为缓解城市化水文效应带来的负面影响提供一定的理论支撑。

关键词：城市化水文效应数值模拟海绵城市智慧水务

梅溪流域城镇化进程对山前平原区洪涝过程的影响

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水资源保护 2023年第3期39卷 74-81,100页

作者：蒋卫威鱼京善徐淑高北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

为探究城镇化进程引起土地利用类型变化对山前平原区洪涝过程的影响,以梅溪流域下游平原区的洪濑镇为例,分析了2002—2018年梅溪流域上游山区和下游平原区的土地利用类型变化,并基于多情景数值模拟,研究了流域尺度内土地利用类型变化对... 详细信息

为探究城镇化进程引起土地利用类型变化对山前平原区洪涝过程的影响,以梅溪流域下游平原区的洪濑镇为例,分析了2002—2018年梅溪流域上游山区和下游平原区的土地利用类型变化,并基于多情景数值模拟,研究了流域尺度内土地利用类型变化对山前平原区洪涝过程和地表淹没状况的影响。结果表明:随着梅溪流域耕地和林地面积减少、城镇建设用地增加,上游山区的径流系数和峰值流量均增大,下游山前平原区的淹没状况更加严重;上游山区的城镇建设用地增加使山区骤发洪水峰值流量增大、峰现时间提前,主要影响地表平均最大淹没水深和平均峰现时间;下游平原区的城镇建设用地增加使内涝发生的时间提前,主要影响地表平均淹没历时。

关键词：城镇化土地利用类型变化山前平原区洪涝过程梅溪流域

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长江经济带产业绿色发展等级评估

水资源保护 2023年第1期39卷 142-149页

作者：郏鹏鑫杨博王红瑞刘艺欣北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

为贯彻落实长江经济带“十六字”治水方针,在发展中处理好资源利用与环境保护的问题,利用压力-状态-响应(PSR)模型构建评价指标体系,结合熵权法、可变集法和偏联系数方法分析长江经济带各省市在2008—2017年产业绿色发展指标、发展等级... 详细信息

为贯彻落实长江经济带“十六字”治水方针,在发展中处理好资源利用与环境保护的问题,利用压力-状态-响应(PSR)模型构建评价指标体系,结合熵权法、可变集法和偏联系数方法分析长江经济带各省市在2008—2017年产业绿色发展指标、发展等级和分布规律,构建长江经济带产业绿色发展评估体系。结果表明,长江经济带产业绿色发展水平整体向好,不同流域范围内部发展水平存在差异,上、中、下游的产业绿色发展水平依次向好。

关键词：绿色发展 PSR模型熵权法可变集法偏联系数法长江经济带

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雅鲁藏布江流域径流演变规律与归因分析

水科学进展 2022年第4期33卷 519-530页

作者：徐宗学班春广张瑞北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

气候变化驱动下的水循环与水资源演变规律研究是重要的科学问题,也是国际社会普遍关注的全球性问题。以雅鲁藏布江流域为研究区,利用线性倾向估计、多元线性回归等方法检验气象要素变化特征,揭示下垫面演变规律;基于Budyko假设的弹性系... 详细信息

气候变化驱动下的水循环与水资源演变规律研究是重要的科学问题,也是国际社会普遍关注的全球性问题。以雅鲁藏布江流域为研究区,利用线性倾向估计、多元线性回归等方法检验气象要素变化特征,揭示下垫面演变规律;基于Budyko假设的弹性系数法,揭示径流演变规律,并进行归因分析。结果表明:1961—2014年,雅鲁藏布江流域气温呈升高趋势,降水整体呈增加趋势,气候向暖湿化方向发展;植被整体改善,上游西北部和下游植被存在退化现象;年径流序列具有3~4 a、12 a、20 a和32 a左右的周期;降水变化、潜在蒸散发量变化、下垫面变化和冰川变化对径流量增加的贡献率分别为39.62%、-2.74%、32.32%和30.94%。相关结果对理解气候变化和下垫面变化下雅鲁藏布江径流演变规律,具有重要的参考价值。

关键词：径流归因分析气候变化下垫面雅鲁藏布江

极端降水引起的大面积夏玉米减产方法研究——以2021年河南“7·20”强降水事件为例

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灌溉排水学报 2023年第3期42卷 1-6页

作者：刘海军唐晓培杨丽北京师范大学、水科学研究院、城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

【目的】建立洪涝条件下夏玉米减产的快速评估方法,评估2021年河南省“7·20”强降水事件对夏玉米产量的影响。【方法】根据2021年6月18日—7月29日河南省逐日的归一化植被指数(NDVI)遥感影像数据和DEM数据,利用像元统计法确定“7·20... 详细信息

【目的】建立洪涝条件下夏玉米减产的快速评估方法,评估2021年河南省“7·20”强降水事件对夏玉米产量的影响。【方法】根据2021年6月18日—7月29日河南省逐日的归一化植被指数(NDVI)遥感影像数据和DEM数据,利用像元统计法确定“7·20”强降水事件中河南省夏玉米连续被淹区域,依据夏玉米受淹时长与减产关系以及追肥对受淹夏玉米产量的补偿关系评估“7·20”强降水事件对河南省夏玉米产量造成的影响。【结果】河南省“7·20”强降水事件造成的涝灾区域主要分布在安阳、新乡和郑州,该次强降水事件造成夏玉米受淹面积共计261万hm^(2);中等程度受淹面积(淹水3 d)为57万hm^(2),严重受淹面积(淹水5 d)为13万hm^(2),绝收面积(淹水≥7 d)为20万hm^(2)。【结论】河南省“7·20”强降水事件造成的夏玉米产量损失为393万~491万t,占全省夏玉米总产量的17%~22%(以2019年夏玉米产量为基准),与调研数据基本一致。因此,本研究提出的极端降水事件下夏玉米受淹面积快速获取方法和减产估算模式可为变化环境下的粮食估产和国家粮食安全研究提供技术支撑。

关键词：强降水夏玉米受淹面积减产评估粮食安全

气候变化对雅鲁藏布江流域植被动态的影响机制

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水资源保护 2022年第6期38卷 1-8页

作者：左德鹏韩煜娜徐宗学李佩君北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

基于雅鲁藏布江流域1981—2015年长时间序列植被、降水、气温和干旱数据集,采用非参数统计方法Sen s slope和Mann-Kendall趋势检验法识别了各要素时空变化特征,采用Pearson相关性分析和地统计学方法分析了植被覆盖对气候变化响应的时滞... 详细信息

基于雅鲁藏布江流域1981—2015年长时间序列植被、降水、气温和干旱数据集,采用非参数统计方法Sen s slope和Mann-Kendall趋势检验法识别了各要素时空变化特征,采用Pearson相关性分析和地统计学方法分析了植被覆盖对气候变化响应的时滞效应,探讨了气候变化对植被动态的影响机制。结果表明:归一化植被指数(NDVI)大体由上游至下游呈逐渐增大的空间分布特征,且中游部分地区植被有所改善,下游地区存在一定退化现象;流域上游主要受气温影响呈干旱化,中游和下游地区受降水影响趋于暖湿化;流域上游和中游地区NDVI与降水和干旱呈显著正相关关系,且主要在滞后1月时相关性最高,中游及下游东南部NDVI与气温呈显著负相关关系,滞后0~3月的区域均有分布。

关键词：气候变化干旱植被动态时滞效应雅鲁藏布江流域

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气候变化对河北省宁晋县夏玉米产量的影响

干旱地区农业研究 2022年第1期40卷 113-122页

作者：杨丽刘海军唐晓培北京师范大学水科学研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

利用M-K检验和Sen斜率对河北省宁晋县1982—2018年的气象数据和对应年份的玉米产量数据进行分析,并利用HP滤波法将夏玉米产量分离为气候产量和趋势产量,进而分析气候产量与气候变化的关系,筛选产量变化较大的年份,分析气象因子的变化特... 详细信息

利用M-K检验和Sen斜率对河北省宁晋县1982—2018年的气象数据和对应年份的玉米产量数据进行分析,并利用HP滤波法将夏玉米产量分离为气候产量和趋势产量,进而分析气候产量与气候变化的关系,筛选产量变化较大的年份,分析气象因子的变化特征,进而解释夏玉米生产主要的气象影响要素。结果表明:夏玉米种植季总日照时数、相对湿度以及风速呈显著下降趋势,下降幅度分别为3.76 h·a^(-1)、0.10%·a^(-1)和0.01 m·s^(-1)·a^(-1),平均气温和最低气温呈显著上升趋势,上升幅度分别为0.03℃·a^(-1)和0.05℃·a^(-1);玉米实际产量和趋势产量均呈显著上升趋势,实际产量多年平均值为4997 kg·hm^(-2),气候产量变化范围为^(-1)649~932 kg·hm^(-2);分析典型高产年和低产年气候要素得出,降水不足,尤其是抽雄~成熟期降水不足,及播种~拔节期极端高温会造成玉米减产,如1986年和1991年抽雄~成熟期降水量比多年平均值少32%和43%,造成减产56%和29%,2009年播种~拔节期(6月24—29日)日最高气温为40℃左右,8月20日以后,降水量达到了207 mm,苗期过高的气温以及生育后期过多的降水也使得产量降低了25%。玉米生育期稍微偏低的气温,尤其是拔节~成熟期偏低的气温以及充足的降水有利于玉米高产。

关键词：气候变化气候产量夏玉米典型低产年典型高产年