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中国夏季复合高温干旱分布及变异趋势
武新英;郝增超;张璇;郝芳华;利用1961—2014年中国月降水和月气温观测资料,选择常用的标准化降水指数(SPI)及标准化温度指数(STI)识别复合高温干旱事件,通过计算其发生频率和空间发生面积,分析了近54 a中国及七个子区域夏季复合高温干旱事件的时空分布特征及变化趋势。结果表明:除青藏高原及新疆部分地区以外的中国大部分区域为复合高温干旱事件的高发区。在趋势变化上,1988—2014年间中国大部分地区复合高温干旱事件的发生频率趋于增加(与1961—1987年相比),尤其是华北地区增幅较大(282.79%～682.48%);华中、华东以及西北部分地区趋于减少,其中华中地区减少相对明显。此外,1961—2014年全国复合高温干旱事件的空间面积显著增加,增长速率为(0.02～0.03)/10 a,且20世纪90年代以后增加趋势更为明显;区域上,华北、东北、华南、西南及西北等地区呈增加趋势,而华中和华东地区变化趋势不明显。
基于改进熵权-TOPSIS-灰色关联方法的城市洪涝风险评估
赵佳慧;许红师;王田野;齐文超;城市洪涝风险评估是灾害预防和调控的重要工具。以郑州市主城区为例提出了基于改进熵权-TOPSIS-灰色关联分析的城市洪涝风险评估方法。运用城市洪涝一二维耦合模拟模型及GIS空间分析技术，量化了城市洪涝风险评估指标体系，采用耦合熵权和层次分析法计算了评估指标权重，权重占比前五位的指标为淹没水深、人口密度、淹没流速、高程、坡度，权重分别为0.239、0.173、0.144、0.115、0.079。构建基于TOPSIS-灰色关联的城市洪涝风险综合评估模型，采用灰色关联度改进欧氏距离计算各区域与理想状态的接近程度，提高评估结果合理性。结合实际灾情数据及灾害成因分析对结果合理性进行检验，并将研究结果与TOPSIS-灰色关联、改进熵权-TOPSIS方法进行对比，验证所提出方法的有效性。结果表明：郑州市洪涝中高风险区域占比41.09%,主要分布在郑州市金水区、中原区东部、二七区东北部及西部靠近河网的地区，这些区域表现出较高的淹没水深，且人口、建筑物密集，经济比较发达；次低与低风险区域占比58.91%,主要分布在研究区外围，即惠济区北部、中原区西部、二七区西南部和管城回族区南部。研究成果可为极端暴雨下城市洪涝灾害调控和应急管理提供参考。
基于地理探测器的武汉市土地利用变化及其驱动机制探讨
童威;郎丰铠;为揭示武汉市近20年土地利用时空变化特征,并定量分析引起土地利用变化的因素,首先基于2000—2019年五期Landsat影像,分析了武汉市土地利用结构变化特征、动态变化、转移趋势,然后利用地理探测器探讨了各因素对武汉市土地利用变化的影响强度及交互作用机制。结果表明:(1)近20年来武汉市水域面积逐年下降,由2000年的1 524.57 km2缩减到2019年的1 054.66 km2;而建设用地面积逐年增加,由最初的640.66km2扩张到研究末期的1 251.06 km2;其它土地利用类型的面积均为非单调性的变化;(2)因子探测发现各年份因子对土地利用变化的影响强度不尽相同,但人口密度、GDP、夜间灯光亮度与固定资产投资的q值始终接近或大于0.1,说明人口压力与经济活动始终占据主导地位;(3)交互探测表明各年份因子间的交互作用均表现为双因子或非线性增强,并且土壤类型、人口密度、GDP、夜间灯光亮度与其它因子间交互作用q值大都在0.15以上,说明各因子之间的交互作用进一步促进了土地利用的变化。
基于PDSI和SPI的综合气象干旱指数研究
闫桂霞;陆桂华;吴志勇;杨扬;在总结对比已有气象干旱指数的基础上,结合帕默尔干旱指数(PDSI)和标准化降水指数(SPI)的优点,提出综合气象干旱指数DI,并对综合气象干旱指数与区域干旱受旱/成灾面积和径流丰枯的相互关系进行分析,结果表明:综合气象干旱指数能够较好地反映区域干旱受旱/成灾范围,以及河道径流的丰枯状况。并且综合气象干旱指数还同时考虑了月季降水量的异常和一段时间的水分亏缺,比单个气象干旱指数更能反映农业干旱和水文干旱。
河流生态修复技术和实践
孙东亚;董哲仁;许明华;朱晨东;赵进勇;河流生态修复的理念逐渐被人们所认知,一些符合生态修复理念的规划设计方法在工程建设中被逐步采用。在水利部科技创新项目和地方政府的支持下,一些河流生态修复示范工程取得了很好的建设效果并发挥了良好的示范效应。文中结合几个案例,介绍近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。
基于XGBoost的长三角核心城市内涝风险评估及影响因素分析
佟金萍;张涵玥;刘辉;黄晶;郝亚;随着全球变暖日益严重,极端气候现象频发。面对内涝灾害,城市社会经济呈现高脆弱性,有效评估城市内涝风险成为城市建设和区域可持续发展的迫切要求。以三座长三角核心城市,即上海市、南京市和杭州市为研究区,通过社交媒体数据获取积水样本数据,从气象、地形和社会经济三方面选取评价指标,构建基于极端梯度提升(XGBoost)的城市内涝风险评估模型,在评估长三角核心城市内涝风险等级的基础上分析影响城市内涝的主要因素。结果表明:(1)运用XGBoost进行城市内涝灾害风险研究,其预测性能和预测精度优于其他常用机器学习模型;(2)从城市内涝风险分布来看,三个城市的内涝风险均呈现较高的空间异质性,主城区多为内涝高风险,周边新城区多为内涝低风险区,城市内涝风险等级呈现由中心城区向周围扩散的趋势,靠近河流、长江入海口处以及河网高密度区内涝风险也较高;(3)就影响因素而言,高程是影响研究区内涝风险的首要因素,道路分布和强降雨为影响上海城市内涝高风险地区的次级因素,受人为影响的地表覆盖是导致南京和杭州城市内涝高风险地区的次级因素。
大坝对长江流域洄游鱼类的影响
易雨君;王兆印;大坝的隔离,使长江与通江湖泊的关系受到威胁,洄游性鱼类失去了原有丰富的栖息地,直接影响到一些江湖洄游性鱼类的生长与繁殖。根据对不同时期的渔获物组成、三口分流水量和分流比、中游及洞庭湖鱼苗产量、四大家鱼产量、四大家鱼在鱼类资源中的比例和监利四大家鱼鱼苗径流量的统计分析,得出了大坝对以四大家鱼为代表的江湖洄游性鱼类资源量的影响。结果表明,大坝对长江中下游鱼类物种组成和丰度有一定影响,优势物种趋于集中,大坝对水文规律的调节对鱼类的产卵量有一定不利影响,江湖关系的连通度决定着洄游性鱼类的生长与繁殖。为降低工程对生态的影响,水库的运行,特别是在产卵期应结合生态的需要,应进行优化调度。
中国水权交易研究进展综述
刘悦忆;郑航;赵建世;万文华;水权交易是通过市场机制优化配置水资源的主要手段,是我国当前水资源管理改革的重要方向之一。由于水资源系统的复杂性和水市场研究的多学科交叉特性,目前我国水权交易研究的成果虽多但视角广泛,系统性和实用性不强。系统梳理了2000年以来中国水权交易研究的历程和阶段特征,提出我国水权研究的三个发展阶段:2000—2007年为理论探索阶段,主要探讨水市场在我国的必要性和制度路径;2008—2013年为技术发展阶段,典型特征是提出了定量数学模型用以优化水市场交易规则;2014至今为实践推广阶段,建立了基于我国水权交易平台实证数据的水权交易模型。目前,我国已建立了适用于中国国情的水市场理论和相应的成套技术方法,开展了大量的水权交易实践,有效促进了水资源的高效集约利用。然而,目前的水市场研究尤其是交易数学模型对复杂水文条件和水资源利用特征考虑不足,实用性不强,未来研究的重点方向之一是建立面向水市场的、基于水联网数据驱动的流域"水文-生态-经济"集成模型,为我国水市场的建设和评估提供更有力的技术支撑。
病险水库除险加固现状分析及对策
严祖文;魏迎奇;张国栋;从大坝病险认定、除险加固资金的使用、加固设计的针对性和有效性等各方面,对已除险加固的和正在进行除险加固的中小水库进行了调查,分析研究了中小水库除险加固过程中存在的主要问题,最终提出了加强我国病险水库除险加固安全的对策设想,为今后病险水库除险加固决策和安全运行管理提供技术支撑。
GNSS遥感技术在智慧水利建设中的应用展望
朱德军;李浩博;王晓明;智慧水利建设作为新阶段水利现代化与高质量发展的重要实施路径之一，已成为快速提升水资源效能及水旱灾害防御能力、改善水环境及水生态现状的强力抓手和必然选择，而其扎实推进则需要综合利用各类先进的空间信息技术。随着我国北斗系统的全面建成以及新一代GNSS系统的飞速发展，GNSS技术与其他学科不断融合，应用领域也得以不断扩展。多频多模多卫星系统的GNSS遥感技术作为一种融合了GNSS卫星导航与遥感技术的新型遥测手段，主要包括GNSS折射遥感及GNSS反射遥感两部分，对该技术的有效利用能够为水利领域各项应用及智慧水利建设提供有力支撑。首先介绍了智慧水利建设的发展沿革，并从政策指引、实践需求以及现实意义等层面充分揭示了推动智慧水利建设的重要性、必要性及迫切性，系统总结了GNSS折射遥感与反射遥感技术在水旱灾害防护、水工建设监管、水循环过程监测及水文参数反演等水利领域各项应用中的研究进展。最后，面向GNSS遥感技术在新时期智慧水利建设中的应用提出了一些建议和想法，以期借此综述，使领域内专家学者对GNSS遥感的技术优势、在水利领域应用中的研究现状以及在智慧水利建设中的应用展望形成一个较为系统的了解。