三峡库首区诱发地质灾害的强降水特征分析

利用三峡库首区1971—2019年国家站和区域站逐日雨量和地质灾害个例数据,对三峡库首区诱发地质灾害的强降水特征进行分析,发现：(1)三峡库首区暴雨日数近50年来呈现增长趋势;暴雨主要集中在4—10月,暴雨日数发生最多的月份为7月和8月;地质灾害主要集中在5—10月发生,呈现出夏半年多、冬半年少的特征。(2)秭归降水量年变化最大,更容易出现干旱或洪涝,兴山降水量年变化最小。(3)三峡库首区汛期平均雨量呈现14a周期性波动,其次是9a周期性波动。主汛期平均雨量呈现9a周期性波动,其次是14a周期性波动。(4)三峡库首区主汛期雨量和地质灾害出现次数的相关性达0.468,说明主汛期降水偏多时,更容易出现较多的地质灾害。     

EC模式对北盘江流域降水的预报能力检验

为检验EC模式在北盘江流域降水的预报情况,针对北盘江流域一次极端降水过程,检验不同起报时次的预报效果,以及2020年汛期整体预报效果。结果如下:(1)对于极端降水过程的500 hPa环流场的预报、降雨的落区预报,EC雨量预报和实况的相关系数,以及暴雨的TS评分,都是随着预报时效的缩短,预报效果越理想。对于过程最大雨量的预报调整最为明显,且调整后与实况更为接近,对大暴雨也有一定的预报能力。(2)2020年汛期整体预报效果,无雨、小雨和中雨的预报效果优于大雨和暴雨,EC数值模式对于大暴雨基本没有预报能力。(3)不同流域的暴雨预报能力并不相同,董箐流域的暴雨预报效果优于其余流域。得出以下结论:EC模式在整个北盘江流域的预报和实况的相关系数在0.9左右,预报的标准差和实况的标准差之比为0.77,说明对于降水变化的趋势EC模式有较好的预测能力,但是在落区和量级上有一定的偏差,需要进行一定的订正后使用。     

长江三峡区间暴雨天气成因分析

三峡区间是长江多暴雨的地区之一，作好三峡区间短期暴雨预报对三峡工程建设、葛洲坝工程的运行调度及长江中下游安全渡汛都有着十分重要的意义。应用１９７０～１９８９年２０年资料，分析研究了该地区暴雨的年际变化、月、旬的分布特征、暴雨集中出现的时间、持续情况及日暴雨的最大值等。在以上分析的基础上，对产生三峡区间暴雨的大尺度环流背景、副热带高压与三峡区间暴雨的关系、５００ｈｐａ高度场、西风槽、西南涡、冷空气、低空急流及水汽输送等进行了全面研究。总结出三峡区间暴雨的短期预报方法及预报流程图，以利今后实际作业预报应用并为三峡区间暴雨预报专家系统知识库的建立提供因子和数据。     

震源联合定位方法在三峡库首区地震定位中的应用

利用三峡台网2001年1月1日至2011年9月9日的到时地震波形资料,采用震源联合定位方法,对三峡库首区7 011次地震重新定位,得到了不同蓄水阶段的台站校正值。结果显示:①地震主要分布在长江沿岸,并集中于郭家坝—屈原镇、泄滩、巴东—巫山一带;②三峡库首区存在地震波速横向不均匀性,速度分布与地质构造、蓄水等因素密切相关;③蓄水前地震波速分布情况主要受地质构造影响,而蓄水阶段三峡库首区的地震波速分布情况除受地质构造影响外,还受库区渗水影响。该方法在三峡库首区地震定位中取得了很好的应用效果。     

2020年8月黄河下游大暴雨过程中尺度特征分析

利用常规观测资料、区域自动站分钟和小时资料、NCEP(美国国家环境预报中心)1°×1°再分析资料及卫星云图资料等,对2020年8月3—4日黄河下游一次大暴雨过程的大尺度环流背景、环境场、触发机制和中尺度系统等进行分析。结果表明:台风登陆、副热带高压边缘暖湿气流加强和冷空气影响是产生大暴雨的有利环境场;β中尺度对流系统(MβCS)的形成和维持是造成强降雨的直接原因;强降雨第一阶段上升运动中心在中高层,是由云体范围大而孤立的MβCS造成的,地面辐合线、低层冷空气提供了触发机制,水汽主要来源于副热带高压边缘和东南沿海;第二阶段上升运动中心在中低层,径向垂直环流的形成使上升运动持续发展,强降雨是由多个对流云团合并而成的MβCS造成的,TBB(云顶亮温)梯度大,地面辐合线、风切变提供了触发机制,水汽主要来源于东南沿海。     

三峡水库支流水华机理及其调控技术研究进展

三峡水库自2003年蓄水以来,水库干支流水环境状况及支流水华问题已成为广泛关注的问题,国内外不少科研单位及学者对此进行了大量的研究。本文在介绍三峡水库蓄水以来水库水质状态及支流水华情势的基础上,系统总结了关于三峡水库干支流水动力特征及其环境效应、水华机理及其调控措施的研究发现,并提出了有待进一步研究的内容。主要研究发现包括:(1)三峡水库蓄水后支流库湾普遍存在分层异重流现象,产生的原因是干支流温度差及泥沙浓度差引起的水体密度差,其中水体温度差是主要因素;(2)在分层异重流的驱动下,支流库湾水体呈现"双混斜"及"半U"型特殊水体分层模式,支流库湾营养盐也主要来自于水库干流倒灌;(3)流速变缓只是支流暴发水华的表观原因,分层异重流驱动下的混合层(Zm)与临界层(ZCr)的关系变化才是决定水华生消的关键;(4)水库水位升降可通过影响分层异重流的形态、改变支流水体分层状态进而调控支流水华的生消过程,基于此提出了防控支流水华的"潮汐式"生态调度方法。如何将上述新发现上升为具有三峡水库特色的系统理论与方法,实现支流水华的精准预测预报,开展能够协调水库传统效益和防控支流水华等生态效益的三峡及上游梯级水库群联合多目标优化调度实践,应是今后进一步努力的方向。     

神经网络在三峡水库诱发地震预测中的应用

在地震地质背景研究的基础上,将三峡库首区划分为31个预测单元,再根据不同的诱震组合条件组合成35种方案,选用8个影响因子,运用神经网络理论中改进的BP算法对三峡水库诱发地震强度进行了预测.预测结果对比表明,应用神经网络模型预测的三峡库首区水库诱发地震的结论是可靠的,与其它的数学预测模型相比,运用神经网络模型预测水库诱发地震,具有能充分利用所掌握的资料,能充分表达变量间复杂的非线性关系以及预测精度较高等优点,值得推广应用.     

三峡工程大江截流水文气象预报

为保障三峡工程大江截流期施工的顺利进行 ,长江委水文局于 1997年 4月 15日起开展了三峡截流施工期长、中、短期水文气象预报工作。预报处通过对卫星云图、测雨雷达、常规气象资料跟踪监测分析及数值预报产品的分析 ,完成了 12、2 4、48h定量降水预报。三峡截流期间 ,根据中期 3～ 7d定量降水预报 ,完成了三峡坝址未来 5～10d的日平均流量滚动预报。长期水文气象预报主要是通过对天气气候背景、大气及海洋环流特征、天文因素、地球物理因子进行定性分析 ,运用统计方法 ,做出一个月至一年的降雨分布及水情趋势预测。在三峡施工截流过程中 ,长江委水文局发布的长、中、短期水文气象滚动预报 ,使截流施工的指挥者对来水情况、导流情况的变化趋势做到心中有数 ,对于保证截流胜利成功起到了积极作用。     

福建省2010年5月18—19日强对流和暴雨过程分析

该文利用常规高低空观测资料、雷达、闪电和自动站等资料,分析2010年5月18—19日我省中北部出现的较大范围冰雹、雷雨大风等强对流天气及暴雨过程。结果表明：在高空槽、低层切变及低空急流共同影响下,地面冷空气入侵触发了这次强对流暴雨天气过程;锋前对流层低层的增温和500hPa降温使潜在的对流不稳定性加剧;强烈的上升运动有利于暴雨区不稳定能量的堆积;地面物理量场和雷达回波对此次过程有明显的特征反应和指示作用。     

三峡库区顺层基岩岸坡稳定性影响因素与破坏机制分析

随着三峡库区移民迁建工程实施,三峡一带的地质构造逐步受到关注。尤其是长江三峡库首区广泛分布的具有变倾角结构的顺层岸坡,常常是引发大中型岩质滑坡的罪魁祸首。一般情况下,它们状态比较稳定,然而一旦遭到破坏时,其后果不堪设想。长江三峡库首区是库区地质环境最为复杂特殊、受水库蓄水影响最大的地段之一,同时这些变倾角顺层岸坡处也是人类活动最为频繁地带,分布着大量的人口和工程建设设施。因此,对长江三峡库首区变倾角顺层岸坡的稳定性影响因素和破坏机制分析,具有相当重大的理论价值和社会意义。着重从内在因素的影响、外在动力的诱发以及顺层岸坡的破坏机制三大块着手分析。     

基于多种混合模型的径流预测研究

变化环境下径流的波动不断加大,给径流的精准预报带来新的挑战。基于"分解-合成"策略的混合径流预报模型来提高预报精度是当前研究的热点之一。以往研究聚焦在单一的混合预报模型而忽视了它们的适用性研究。基于此,以渭河流域为例,在优选多元线性回归(MLR)、人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)单一预报模型的基础上,分别基于经验模态分解(EMD)、集合经验模态分解(EEMD)和小波分解(WD)构建了多种混合模型,并融合了大气环流异常因子的信息。结果表明:(1)SVM模型预测精度高于ANN和MLR;(2)混合预测模型预测精度均高于单一模型,混合模型中WD-SVM的预测精度优于EMD-SVM和EEMD-SVM;(3)融合大气环流异常因子后WD-SVM模型预测精度最高,对极值预报精度的提高较为明显。     

武汉一次大暴雨中尺度系统结构特征和机理分析

为了研究“8503”武汉特大暴雨过程的发生、发展机理,利用常规观测、地面加密降水资料、逐时云顶亮温TBB资料,对本次暴雨过程进行了天气和物理量场分析。结果表明：低空切变和地面弱冷锋的相互配合而生成中尺度对流系统MCS(mesoscale convective system)。暴雨区上空具有同向双圈垂直环流结构特征。MCS垂直倾斜的上升气流显示出对流风暴云特点,MCS的中高层具有类似于热带气旋一样的暖心结构特征。根据湿位涡守恒和倾斜位涡发展理论,分析了暴雨和MCS形成及发展的原因。强对流不稳定是这次特大暴雨的主要条件,条件对称不稳定是辅助因素。     

基于TIGGE多模式的6 h降雨预报精度对比分析

降雨数值预报是预防极端天气导致灾害事件的重要手段,其预报精度是预报产品是否被采用的依据。以跋山水库流域为研究对象,选取了TIGGE系统中的ECMWF、NCEP、CMA、JMA、UKMO共5个预报模式的控制预报与集合预报,分别从降雨分级预报检验和降雨量预报检验两个角度,利用Brier评分和Talagrand分布图,分析了2007—2019年5—9月控制预报和集合预报降雨数据的精度。结果表明:(1)就降雨分级预报而言,对于无雨、小雨和中雨量级,5个预报模式控制预报和集合平均预报效果相差不大;对于大雨量级,JMA和NCEP的控制预报效果最佳,JMA和UKMO的集合平均预报效果最佳;对于暴雨及以上量级,NCEP的控制预报和集合平均预报均效果最佳;(2)针对降雨量预报,UKMO控制预报和集合平均预报效果最佳;(3)无雨等级的Brier评分最高,且Brier评分随着降雨等级的提升而降低,表明大量级降雨时Brier评分较好;CMA的评分在无雨、小雨、中雨、大雨4个等级表现最好;(4)5个模式Talagrand分布形态均呈粗略的“U”字型,表明5个预报模式集合成员的分散不够。综合来看,UKMO和NCEP的预报效果最佳。据此研究可选出高精度的降雨预报产品。     

三峡库区县(区)经济差异及其变化的实证分析

以人均GDP为基本研究指标,运用衡量区域经济绝对差异、相对差异的基本方法,分析了三峡库区19个县(区)的经济差异的现状以及从1996～2003年差异变化的特征.通过分析表明:三峡库区远非人们通常认为的是一个均质区,而是一个内部差异显著的欠发达地区.探讨了三峡库县(区)经济差异形成和变化的主要原因,走自然条件、交通条件、产业结构以及三峡工程建设和移民搬迁的影响造成的.     

1601号“尼伯特”台风登陆后福建暴雨成因分析

该文利用台站观测资料、NCEP再分析资料、FY-2E卫星云图等综合分析2016年01号台风"尼伯特"登陆后降水分布特征,从环流背景、台风结构、物理量诊断、触发对流发展机制等方面分析"尼伯特"台风登陆后福建产生暴雨的成因。结果表明:此次台风暴雨主要以台风本体环流降水为主,非对称特点和强对流性质明显,极端降水显著。环流结构完整对称的台风登陆台湾岛后,台风中心西北侧对流发展显著;登陆福建后,暴雨主要出现在台风环流中心及其西北侧,是由有利的动力、热力、水汽条件共同造成的。地面三支不同性质的气流在福建中部沿海汇合,造成冷暖空气在该区域不断交汇,地面冷空气侵入造成强迫抬升,加强台风内螺旋雨带的强对流,加剧不稳定能量释放,触发强降水产生。地面风场分布分析发现,地面中小尺度辐合线对中尺度对流云团的发展有较好的指示意义。     

三峡水库变动回水区河道演变研究

本文阐述了三峡水库变动回水区建库前后河道特性,河床演变特点和泥沙冲淤规律及其对航道和港口的影响,铜锣峡峡谷建库前后的壅水作用。并通过对已建丹江口水库变动回水区原型实测资料对比分析与建立油房沟河段实体泥沙模型,进行较长系列水文年建库后高水位条件下的验证与预报试验研究,检验了三峡水库库尾泥沙实体模型试验的精度。     

济宁市山丘区小流域山洪预报方案探讨

正一、引言按照水文气象资料条件,山东省济宁市山洪灾害防治区小流域可以分为三类:(1)有详细资料小流域;(2)无资料小流域;(3)有短系列降雨资料小流域。其中有详细历史雨洪资料小流域数量极少,多数是无资料和有较短系列降雨资料小流域,且短系列资料也多数是新建站点,积累的降雨场次资料相对较少。可应用于济宁市山丘区小流域山洪预报的方法,产流方案有降雨径流相关图、初损后损法,汇流方案有推理公式法、瞬时单位线法和经验公式法     

鄂西山区副高边缘局地暴雨的GRAPES-Meso模式检验评估

选取2017—2020年鄂西山区10次发生在副高边缘的暴雨过程，利用传统点对点TS评分和对象检验评估GRAPES-Meso的预报性能，并对比了发生短时强降水前的环流形势场、强降水发生的水汽和不稳定等环境场。结果显示，GRAPES-Meso模式在鄂西山区降水预报偏弱，对象检验评估较传统点对点TS评分能更客观评价模式强降水的位置、形状、方向等信息。模式对集中型局地暴雨过程预报效果好于分散型局地暴雨过程；模式预报的水汽条件存在系统偏差，露点温度东高西低的整体分布预报正确，但是对十堰北部、恩施南部山区的露点温度预报均偏低2～4℃;在目标评分较高的个例中，K指数大致可以预报出十堰附近的相对大值区，但是对于发生在宜昌附近的暴雨过程，K指数预报严重偏低。GRAPES-Meso模式预报的环流形势场效果最好，在目标评分较高的个例中，模式能够较好地模拟出辐合中心的位置、出现强辐合的时间，可以为预报预警提供中尺度辐合区、切变线等信息。     

关于从三峡水库引水至黄河的新建议

根据有关地形、地质资料及估算分析。建议要点：(1)在长江支流大宁河上游,财神庙山垭处建水头为360 m的蓄能电站,抽取三峡库水(水位145 m)至上库(水位505 m);(2)开挖隧洞(长20 km+40 km)穿大巴山,入汉江支流堵河;(3)利用堵河自流入丹江口水库(还可梯级开发);(4)再利用已有的陶岔引水闸并适当扩建中线总干渠,输水入黄河及华北、京、津等地。     

丹江口库周区人工神经网络洪水预报模型研究

丹江口水库库周区洪水入库方式多样,入库过程难以观测,采用传统模型对库周区洪水进行预报的精度较低.运用人工神经网络模型的基本原理,针对库周区洪水汇流历时短,所需预见期较短,对预报精度要求较高的特点,建立了可以灵活调整预见期的基于人工神经网络的库周区洪水预报模型.模型采用权重自适应算法,不需要单独的误差校正模型,结构较为简洁.选取1996～1999年汛期资料作为率定期资料,以2000～2001年的资料作为检验期资料,获得了较高的模拟和预报精度.当预见期为1个时段时,模型率定期和检验期的确定性系数分别为97.3%、94.9%,水量平衡系数分别为0.997、0.996,总的洪峰合格率达到95.83%.