淮河流域旱涝急转事件演变及应对研究

发布时间：2017-04-17 14:28

  本文关键词：淮河流域旱涝急转事件演变及应对研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：早涝急转事件是干旱和洪涝两种水循环极值过程的极端组合情景。受气候变化和人类活动的共同影响水文系统的稳定性日益降低,导致近年来旱涝急转事件的发生频率和影响范围日渐扩大,已经对许多地区的生产、生活和生态环境造成严重的危害。因此研究旱涝急转事件的历史演变特征和未来发展趋势,明晰旱涝急转灾害风险的分布情况,进而通过社会经济的布局优化和水利工程群的科学管理降低区域的旱涝急转灾害风险,具有重要实践的意义。受地理位置、下垫面条件和气候条件等多方面因素的影响,淮河流域的干旱和洪涝灾害频繁、损失惨重,近年来淮河流域旱涝急转事件的发生频次、造成的不利影响也日益增加。短期内遭遇干旱和洪涝灾害的急剧转变,其灾害损失远远超过单一的干旱或者洪涝灾害。淮河流域一旦遭遇旱涝急转,将对流域高密度的人口、工矿企业和农业生产基地产生巨大危害。因此对于淮河流域早涝急转演变规律及综合应对的研究是十分迫切和必要的。本研究以二元水循环理论和灾害风险评价理论为依据,以数理统计、数值模拟和地理信息系统为关键支撑技术,构建了流旱涝急转事件演变及应对的理论体系及技术框架,开展了淮河流域旱涝急转事件演变特征及综合应对研究。主要取得以下成果：(1)构建了旱涝急转事件演变及应对的理论体系及技术框架。首先从水文学、气象学和水循环角度明晰了旱涝急转事件的内涵及特征。以水循环理论为基础,从多角度剖析了旱涝急转事件的形成机理。提出了一套以“定量识别-规律分析-风险评价-趋势预估-综合应对”为主体的旱涝急转事件演变及应对研究的总体技术框架。采用逐日降水资料确定旱涝急转事件的定量识别指标,以提升旱涝急转事件定量识别的时间分辨率。以灾害风险评估理论为指导,构建了旱涝急转灾害风险评价的指标体系,并建立相应的灾害风险评价模型。采用全球气候模式进行区域未来旱涝急转事件演变特征的预估。基于流域旱涝急转灾害的历史及未来演变规律,结合区域旱涝急转灾害风险评估结果,提出一套旱涝急转灾害整体应对策略。(2)通过对淮河流域干旱和洪涝事件及灾害损失演变规律的研究,表明干旱和洪涝事件在淮河流域的发生频次高、范围广,造成的旱涝灾害损失严重。因此有必要对淮河流域旱涝急转的发生特征以应对策略进行研究,以降低流域的水旱灾害损失。(3)分析淮河流域旱历史涝急转事件的时空分布规律和演变特征。构建了淮河流域旱涝急转事件的定量识别指标,并验证指标评价结果的合理性。计算表明,旱涝急转事件在淮河流域的发生范围较为广泛,平均笼罩范围为17.35%；早涝急转事件在淮河流域的发生频率也较高,王家坝以上南岸的西部区域和日赣区的大部分区域旱涝急转事件发生频率高达29%-43%。从年内分布看,约有84.77%的早涝急转事件发生在6-8月。(4)进行了淮河流域旱涝急转灾害风险评价及区划。结果表明,淮河流域旱涝急转灾害高风险区域主要集中在王家坝以上南岸和日赣区。中高风险区主要分布在王家坝以上北岸、蚌洪区间北岸以及沂沭泗河区大部分区域。相对于1961-1980年,1981-2011年淮河流域的旱涝急转灾害风险呈现出整体升高趋势,其主要原因是旱涝急转发生频次和范围的增加,导致危险性上升。水利工程及灌区节水设施对于缓解旱涝急转灾害风险起到了一定作用。(5)预估了淮河流域未来的旱涝急转事件演变趋势。论文以IPCC AR5中的五个气候模式为输入,在RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下预估了未来淮河流域旱涝急转事件的时空分布规律。结果表明,未来淮河流域的旱涝急转事件的发生频率处于较低的水平。五个模式对旱涝急转事件发生频率的预估结果差异较大,预估的不确定性显著。(6)提出了淮河流域旱涝急转灾害风险的综合应对策略。从旱涝急转灾害的孕育过程角度分析了旱涝急转灾害风险的可控性及相应的调控途径。从削减早涝急转灾害的危险性、调控暴露度、降低脆弱性、提升防灾减灾能力和管理水平五方面提出淮河流域应对旱涝急转风险的具体方案。通过本研究将进一步发展旱涝急转事件演变及应对理论与技术,以期为流域旱涝急转事件的定量识别、时空分布以及风险评价与区划提供方法支撑,并为淮河流域的旱涝急转综合应对提供科学依据。
【关键词】：旱涝急转 定量识别 风险评价 气候模式 综合应对 淮河流域
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.616
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-17
• 第一章 绪论17-27
• 1.1 研究背景、目的和意义17-19
• 1.1.1 研究背景17-18
• 1.1.2 研究目的和意义18-19
• 1.2 国内外研究进展19-23
• 1.2.1 旱涝研究进展19-21
• 1.2.2 旱涝急转研究进展21-22
• 1.2.3 存在的问题22-23
• 1.3 研究内容与技术路线23-25
• 1.3.1 研究内容23-24
• 1.3.2 技术路线24-25
• 1.4 拟解决的关键问题及创新点25-27
• 1.4.1 拟解决的关键问题25-26
• 1.4.2 创新点26-27
• 第二章 旱涝急转事件演变及应对的理论体系与技术框架27-45
• 2.1 早涝急转事件的内涵及特征27-28
• 2.2 旱涝急转事件的形成机制28-31
• 2.2.1 大气环流28-29
• 2.2.2 气候变化29
• 2.2.3 下垫面条件29-30
• 2.2.4 人类活动30
• 2.2.5 影响与损失30-31
• 2.3 早涝急转事件演变及应对的总体技术框架31-32
• 2.4 旱涝急转事件演变及应对的关键支撑技术32-43
• 2.4.1 旱涝急转事件定量识别32-33
• 2.4.2 旱涝急转灾害的风险评估及区划33-39
• 2.4.3 旱涝急转事件的预估39-40
• 2.4.4 旱涝急转的综合应对40-43
• 2.5 小结43-45
• 第三章 研究区概况45-59
• 3.1 自然地理概况45-51
• 3.2 社会经济概况51-53
• 3.3 水资源概况53-54
• 3.4 流域历史典型旱涝事件54-57
• 3.4.1 流域典型干旱事件54-55
• 3.4.2 流域典型洪涝事件55-56
• 3.4.3 典型早涝急转事件56-57
• 3.5 小结57-59
• 第四章 淮河流域旱涝演变规律59-77
• 4.1 基于历史统计事实的早涝灾害演变规律59-65
• 4.1.1 资料来源与计算方法59
• 4.1.2 旱灾历史演变规律59-62
• 4.1.3 水灾历史演变规律62-65
• 4.2 基于气象观测资料的早涝事件演变规律65-75
• 4.2.1 材料与方法65-67
• 4.2.2 干旱事件演变规律67-72
• 4.2.3 洪涝事件演变规律72-75
• 4.3 小结75-77
• 第五章 淮河流域旱涝急转事件的历史演变规律77-87
• 5.1 旱涝急转事件评价指标构建77-81
• 5.1.1 指标构建77-80
• 5.1.2 指标验证80-81
• 5.2 旱涝急转事件时间演变特征81-84
• 5.3 旱涝急转事件空间演变特征84-85
• 5.4 小结85-87
• 第六章 淮河流域旱涝急转灾害风险评估及区划87-101
• 6.1 旱涝急转灾害风险评估指标体系构建87-91
• 6.2 旱涝急转灾害风险评估指标权重确定91-93
• 6.3 早涝急转灾害风险评估93-96
• 6.3.1 早涝急转灾害风险评估93-95
• 6.3.2 早涝急转灾害风险变化95-96
• 6.4 旱涝急转灾害风险区划96-98
• 6.4.1 灾害风险区划理论与方法96-97
• 6.4.2 旱涝急转灾害风险等级区划97-98
• 6.5 小结98-101
• 第七章 淮河流域旱涝急转事件的未来趋势预估101-115
• 7.1 气候模式历史降水模拟效果评估101-106
• 7.1.1 未来排放情景101
• 7.1.2 CMIP5多模式预估成果101-102
• 7.1.3 气候模式对历史降水模拟评估102-106
• 7.2 未来旱涝急转事件时间演变特征106-109
• 7.3 未来早涝急转事件空间演变特征109-114
• 7.4 小结114-115
• 第八章 淮河流域旱涝急转事件的应对策略115-119
• 8.1 基于灾害孕育过程的整体调控途径115-116
• 8.2 旱涝急转灾害风险应对方案116-118
• 8.3 小结118-119
• 第九章 结论与展望119-123
• 9.1 主要结论119-121
• 9.2 研究展望121-123
• 参考文献123-129
• 攻读博士学位期间发表的论文129-130
• 攻读博士学位期间参加的科研项目130-131
• 论文获得的基金支持131-133
• 致谢133-134

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：313438