韩江流域面源污染及与景观格局的关系

为了定量研究韩江流域的面源污染情况以及景观格局对污染的影响,建立了流域水文水质模型,并采用多元线性回归、冗余分析方法,探索景观指标与污染物质量浓度变化量的关系。结果表明:西部宁江流域地区的总氮质量浓度较高,最大值为3.91 mg/L;东部汀江流域地区总磷质量浓度较高,最大值为2.15 mg/L;流域总体水质呈恶化趋势;景观指标能解释81.7%的面源污染变化,且景观的面积越大,其组成格局可能比空间格局对水质的影响更大;林地的面积百分比与面源污染负相关,农田、城镇、草地景观则相反;城镇或农田等人类景观的斑块密度、形状指数等空间格局指标与污染物质量浓度负相关;旱地相比水田对面源污染的贡献更大;在研究区采用退草还林、农业结构调整等管理措施分别能够削减1.82%和4.63%的总氮负荷以及1.16%和7.31%的总磷负荷。     

全球变暖背景下珠江流域年日最高气温时空变化特征及影响分析

全球变暖和剧烈的人类活动引起全球气候非平稳性,极端高温等气候事件日益频繁,已严重威胁到人类健康和社会经济发展。分别利用1960—2012年珠江流域43个气象站的年日最高气温和74种逐月大气环流指数分析流域内极端高温时空变化特征并定量探讨其影响因素。结果表明:①珠江流域年日最高气温总体呈显著上升趋势,2002年前后发生显著突变,变化周期为4.8 a,且存在2.0~5.8 a的振荡周期;②流域极端高温呈现出从西部向东部递增的特点,其中东部地区呈明显上升趋势;③对珠江流域极端高温具有重要驱动作用的4个指数分别为太平洋区极涡强度指数、西太平洋副高强度指数、亚洲区极涡强度指数以及北半球极涡面积指数,而北半球副高北界位置指数和亚洲纬向环流指数的相对贡献率最小。     

基于TELEMAC-2D模型的城区水库溃坝洪水数值模拟——以广州市龙洞水库为例

针对城市水库下游地区地形复杂、建筑物密集的特点,以广州市天河区龙洞水库为例,采用基于不规则网格的TELEMAC-2D模型,构建二维溃坝洪水演进模型并开展数值模拟,将模拟结果与LISFLOOD-FP、WCA-2D模型的模拟结果进行综合对比。结果表明:当模拟历时大于15 min后,TELEMAC-2D模型模拟的下游淹没区内淹没总水量与溃口流量过程线所计算的累积洪水量基本相等,二者相对误差仅为0.26%,在3种模型中误差最小; 3种模型模拟的洪水演进规律基本一致,且模拟的最大水深空间分布相关性均不小于0.92,表明模拟结果科学合理; TELEMAC-2D模型可对建筑物密集区域的地形进行局部网格加密处理,能更精细地表征城区的复杂地形情况,模拟效果较LISFLOOD-FP和WCA-2D模型更好。研究结果可为城区水库溃坝洪水数值模拟、溃坝洪水预警预报以及相关防洪减灾等工作提供科学的参考依据。     

LID改造对城市内涝与面源污染的影响

为了探究低影响开发(LID)措施对城市雨水-径流-污染过程的改善效果,以广州市某区域为例,提出了4种LID改造措施(绿色屋顶、生物滞留池、透水铺装、3种LID组合),并构建了SWMM模型来模拟分析5种暴雨重现期下不同LID改造措施的水文水质效应。结果表明：单一LID改造措施下,暴雨重现期较大时透水铺装效果最好,该情景下洪峰削减率、峰现时间延迟和总流量削减率都达到了最大;3种LID组合对总流量削减率最高,为26-12%~34-40%;单一LID改造措施下,透水铺装对COD与NH3-N质量浓度峰值削减和峰现时间延迟效果最佳;3种LID组合对COD和NH3-N总量削减率最高,分别为50-51%~60-83%和53-16%~58-47%。LID改造措施对城市内涝、COD和NH3-N都有不同程度的减轻或削减,其中LID组合改造措施的效果最好。     

新一代GPM IMERG卫星遥感降水数据在中国南方地区的精度及水文效用评估

新一代GPM(Global Precipitation Measurement)IMERG(Integrated Multi-satellit E Retrievals for GPM)卫星遥感反演降水数据产品提供了覆盖范围更大、精度和时空分辨率更高的新的降水数据来源。本文以北江流域为例,基于高精度融合降水数据产品定量评估了新一代准实时\"early-run\"和\"late-run\"IMERG产品(IMERG-E和IMERGL)以及非实时后处理的\"final-run\"IMERG产品(IMERG-F)的精度,并结合VIC(Variable Infiltration Capacity)分布式水文模型评估了该系列产品的水文效用。结果表明:(1)研究区域内非实时IMERG-F产品有着较高的精度,网格尺度上日尺度相关系数为0.65,相对偏差为5.87%,优于上一代3B42-V7产品,而准实时的IMERG-E及IMERG-L产品的日相关系数则为0.6左右,精度同样令人满意;流域平均尺度上各产品精度均进一步提高;(2)情景I(基于站点观测降雨数据率定模型)的水文模拟结果表明,非实时IMERG-F产品表现出较好的水文效用,纳西效率系数为0.622;准实时的IMERG-E及IMERG-L产品虽总体上表现较差,但在汛期表现较好,说明该产品有应用于短期洪水预报的潜力;(3)情景II(基于3B42-V7数据率定模型)的结果表明,各IMERG产品的水文模拟表现均有显著改善,说明3B42历史数据适合在使用IMERG产品进行水文模拟时用于水文模型率定。     

基于集对分析法的洪水灾害风险评价模型

为解决评价指标与洪灾风险的不确定性关系,将集对分析理论应用于洪灾风险的评价中,同时为考虑等级标准边界的模糊性引入置信度准则,以北江流域为例,建立了集对分析评价模型,获得了北江流域洪灾风险危险区具体分布状况,评价结果与实际情况吻合,验证了模型的合理性。     

东湖水库强风暴雨遭遇联合分布及其对坝顶高程设计的影响

为探讨强风暴雨遭遇的联合分布及其对坝顶高程设计的影响,以东湖水库为研究对象,利用广义极值分布(GEV)、伽马分布(Gamma)和皮尔逊Ⅲ型分布(P-Ⅲ)分别对最大风速和3组降雨序列进行边缘分布拟合,基于二元Copula函数构造最大风速和降雨序列的联合概率分布,估算100年一遇重现期下风速和降雨设计值,并复核水库主坝坝顶高程是否满足安全要求。结果表明：东湖水库年最大日降雨量呈显著增大趋势(P<0.05),年最大风速则呈现不显著增大趋势,且历史上出现过年最大风速遭遇年最大暴雨的情景;对于遭遇分析,无论是最大风速还是暴雨的计算值均呈现“联合重现期>单变量重现期>同现重现期”的规律,其中联合重现期最大风速值比仅考虑单变量的最大风速值大10%左右;基于联合重现期最大风速所推算的坝顶高程低于大坝防浪墙的实际高程,表明大坝高程能满足100年一遇强风暴雨遭遇的安全要求。研究成果可为我国沿海地区水库大坝的设计风速计算和坝顶高程设计提供参考依据。     

基于Copula函数的水库强风暴雨遭遇分析研究

为探讨沿海地区大型水库强风暴雨遭遇问题,以广东省台山大隆洞水库为研究案例,分别采用P-III、Gamma和GEV 3种极值分布模型对3组降雨极值和1组最大风速序列进行边缘分布拟合,通过Archimedean Copula函数和Kendall分布函数分析最大风速和不同时段最大降雨量的重现期水平,计算了二者联合分布下的“或”“且”和Kendall重现期及其最可能的风速和降雨量设计值。结果表明:大隆洞水库年最大日降雨呈显著上升趋势(p<0.05),年最大风速则总体呈下降趋势,而风速和暴雨序列的相关性极弱,但出现年最大风速和年最大暴雨遭遇的情况。联合分布的“或”“且”和Kendall重现期推算的风速和降雨量低于单变量边缘分布的结果。当采用100年一遇的“或”联合分布的最大风速所计算出来的主坝高程比实际高程要高,建议未来水库大坝高程设计应考虑强风和暴雨遭遇的情况。     

高度城镇化背景下深圳市易涝点驱动因子分析

根据深圳市2018—2022年易涝点统计资料,运用标准差椭圆、空间自相关和核密度估计等方法对深圳市易涝点时空分布特征进行分析。将分别利用优化热点分析和核密度估计方法所得的内涝易发度作为因变量,运用参数最优地理探测器对连续型驱动因子最优离散化处理,探测易涝点空间分布差异的主要驱动因子及作用机制。结果表明:深圳市易涝点空间分布差异性显著,其分布的方向性减弱,集聚特征明显;人口经济类驱动因子对易涝点空间分布有最强解释力,气候特征类次之, 暴雨日数和人口驱动因子的协同作用可以解释59.50%的易涝点分布;核密度估计所得的易发度具有更好的代表性,且对连续型因子最优离散化处理能显著提升其解释力。     

冲激雷达探测技术产业化应用前景

冲激雷达是近年来世界发现研究和发展起来的一种新探测体制,一些发达国家对冲激雷达探测技术进行了大量而深入的研究和产品研制。我国开展这项技术研究较晚,应用性研究很少,而我国市场存在着对冲激雷达探测技术产品急切的需求。文中对国内外冲激雷达探测技术研究现状及发展趋势进行了介绍,并对冲激雷达探测技术的产业关联度以及冲激雷达技术产品的广阔市场前景进行了分析。对开创研制我国的首批冲激雷达产品、填补我国这方面的空白有一定的促进作用。