辽宁本溪县暴雨山洪灾害时空特征分析与风险区划研究

根据多年气象水文数据及历史山洪灾害数据,基于相关性分析、线性分析、滑动平均法等研究方法对各类型山洪灾害分别进行灾害损失和分布特征分析,并结合Arc GIS软件,以辽宁省本溪县为主要研究区域,根据自然地理环境、降雨特征与地形地貌特征进行山洪灾害风险区划。结果表明:本溪县山洪灾害类型齐全,灾害发生时会伴有两种或以上综合灾害类型发生;山洪灾害的暴发频率与损失程度随时间有增长趋势;平均暴发频次由中东部高海拔、坡度较大地区向西北及西南部丘陵地区逐渐递减,在小市镇与碱厂镇山洪灾害爆发频次较高、类型较齐全;山洪灾害高易发区主要分布在降水集中、坡度在10°~25°中部山地并向东南部丘陵区延伸,受地形影响,本溪县中部地区人口较密集的城镇为山洪灾害重点防治区。     

河北省潜在蒸散量时空变化特征及气候影响因素

潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,准确估算和科学分析其气象影响因素,对于优化调整农业种植结构及合理配置水土资源具有重要意义。根据河北省及相邻行政区内24个气象站点1960-2016年的逐日气象数据,采用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量(ET0),利用敏感系数和贡献率对ET0变化的气候影响因素进行分析,结果表明:近57年来河北省ET0多年平均值为1 095.70mm,整体呈显著下降趋势,平均下降幅度为-8.91mm/(10a);ET0年内变化率夏季最高,冬季最低;ET0空间分布大致自西向东呈半环状递减趋势,四季与年尺度格局基本一致。河北省年平均ET0对相对湿度表现为负敏感,对其他气象因子表现为正敏感。ET0年变化对各气象因子的敏感程度依次为相对湿度>最高气温>平均风速>日照时数>平均气温>最低气温,其变化对气象因子的敏感性存在空间差异。平均风速是河北省ET0全年及春、秋、冬三季变化的主导因子,日照时数为夏季ET0变化的主导因子。空间分布上,西北部地区ET0变化的主导因子为平均气温,东北部地区为日照时数,中南部及沿海地区ET0变化的主导因子为平均风速。该研究成果可为水资源的优化配置及区域干旱评价提供一定的理论支撑。     

基于SPEI的辽宁省气象干旱特征及驱动因素分析

基于1970—2020年辽宁省19个气象站点逐日气象数据,计算月、季、年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)变化情况,分析了辽宁省1970—2020年气象干旱时空演变特征及其驱动因素。结果表明: 1970—2020年辽宁省SPEI在月、季、年3种尺度上均具有明显的周期性变化规律,干旱事件交替出现,总体向湿润化方向发展,其中1974年、1975年和2010年为突变年;空间上SPEI分布区域性明显,辽西、辽南、辽北干旱发生频率较高,中部地区干旱发生频率最小,辽宁省全年大部分地区有轻旱情况存在,而特旱情况仅发生在清原、彰武地区;年尺度及季尺度与SPEI相关性最强的均为降水量,潜在蒸散量次之,ENSO冷暖事件对辽宁省干旱情况有一定影响且暖事件影响更明显。     

非线性智能组合预测模型及其应用

在现有智能预测理论的基础上，将模糊集理论、神经网络理论和遗传算法相结合，建立了非线性智能组合预测模型，并应用于黄河凌汛预测中．结果表明：非线性智能组合预测模型的预测精度高于单一预测模型和线性组合预测模型．     

基于GIS技术的辽宁省山洪灾害风险区划研究

依据辽宁省1970—2013年的基础资料,包括降水、水位流量、数字高程与历史山洪灾害资料,采用临界雨量系数法与表面分析法,应用GIS平台进行多层属性信息的空间叠加与分析,获得辽宁省山洪灾害风险区划,以期为辽宁省防洪减灾决策提供理论依据。研究结果表明:大连市、鞍山市、抚顺市、本溪市、营口市、丹东市、朝阳市和葫芦岛市属于山洪灾害防治重点区域,其中,大连市、鞍山市、本溪市、营口市和丹东市重点防治的灾害类型是溪河洪水、泥石流和滑坡,抚顺市重点防治的灾害类型是溪河洪水,朝阳市重点防治的灾难类型是溪河洪水与泥石流,葫芦岛市应重点防治泥石流与滑坡;其他各市分别存在一种或两种中易发风险的灾害,应针对当地实际制定相应防范措施。     

辽西北地区干旱时空变化特征分析

利用辽西北地区14个气象站与水文站1971年-2010年的基础数据,得到降水量距平值、连续无雨日数、河道来水量距平值和相对湿润度,并以这四项指标为基础,利用可变模糊评价法得到辽西北地区综合干旱级别特征值,再结合线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验与反距离权重法对辽西北地区的气象、水文综合干旱时空分布特征进行分析。结果表明:辽西北整体旱情呈显著加重趋势,1971年-1980年以轻度干旱为主,旱情较严重的时期为20世纪80年代后,1981年-1990年干旱程度最为严重,1980年-2010年是重度干旱高发期,但特大干旱少有发生;辽西北东北部和西南部地区旱情较为严重,且随时间变化呈现出加重趋势,而中部地区干旱较轻,因此抗旱减灾的重点应集中在该区的东北部和西南部地区。     

河北省夏玉米不同生育期干旱时空分析

基于河北省夏玉米主产区7个气象站点1967—2017年的气象数据和生育期资料,计算作物水分亏缺指数(CWDI),并划分干旱等级,以此分析夏玉米不同生育期的干旱时空变化特征。结果表明:①在夏玉米生长季内,需水量大于降水量;②玉米生育期内轻旱发生的频率为12%～90%;中旱发生的频率为2%～72%;重旱发生的频率为2%～60%;特旱发生的频率为2%～18%;③干旱主要发生在拔节—抽雄和抽雄—成熟时期,且以轻旱和中旱为主,大多数地区都受到干旱的影响,且以石家庄、饶阳、邯郸和黄骅较为严重;④1967—2017年的干旱情况大体呈下降趋势,拔节—抽雄和抽雄—成熟期间的干旱变化趋势大致相同,1996、1997和1968年的干旱情况最为严重。该研究成果可为该地区防御玉米生育期内的阶段性干旱提供科学依据,对河北省抗灾减灾有重要意义。     

植物乳杆菌YW11生产胞外多糖的发酵条件研究

对实验室从西藏灵菇中筛选出的一株植物乳杆菌YW11发酵产胞外多糖的条件进行优化。首先通过单因素实验对发酵条件进行初步优化,然后利用二水平正交试验直观分析确定影响因素的主次顺序。以胞外多糖产量作为响应值,采用3因素3水平的响应面分析法,建立二次多项式回归方程的预测模型,从而确定植物乳杆菌YW11产胞外多糖的最优条件。单因素实验结果表明,发酵时间为18 h、碳源为乳糖(质量浓度为15 g/L)、氮源为大豆蛋白胨(质量浓度为15 g/L)、发酵温度为32℃、接种量为3%、p H值为6.0。直观分析确定影响植物乳杆菌YW11产胞外多糖主要发酵因素为大豆蛋白胨质量浓度、p H值、接种量,响应面法优化其较佳值为:大豆蛋白胨质量浓度为13.50 g/L,接种量为2.70%,p H值为6.27。验证实验表明,在优化的发酵条件下得到植物乳杆菌YW11胞外多糖产量为131.26 mg/L,与理论预测值(129.915 mg/L)相接近。     

基于修正Z指数的黑龙江省旱涝时空特性分析

为研究黑龙江省旱涝时空特点,采用三种旱涝指标分析了黑龙江省23个气象站点1960~2015年逐日降水观测资料,并确定Z指数为单站旱涝指标;依据黑龙江省实际情况对Z指数界限值进行修订,并在此基础上分析了黑龙江省近56年旱涝时空特性,之后利用经验正交函数（EOF）进一步分析了黑龙江省旱涝分布空间特征。结果表明,时间上,黑龙江省旱涝交替发生,易发生连续性旱涝灾害,且旱涝存在27年左右的显著周期;空间上,黑龙江省中西部干旱发生次数较多,北部发生次数较少;中部洪涝发生次数较多,东南部及西部部分地区发生次数较少;EOF分析可知黑龙江省旱涝灾害分布类型为全局分布一致型、南北相反型、西北和东南方向相反三种。研究结果可为黑龙江省相关部门制定抗灾对策提供参考。     

基于RUSLE模型的辽宁省土壤侵蚀定量研究

以降雨量、土壤、遥感影像及土壤侵蚀普查数据等为基础数据,运用GIS技术,结合修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型对辽宁省土壤侵蚀状况进行研究,分析了土壤侵蚀的空间分布特征以及与不同土地利用类型的关系。研究结果表明:2011年辽宁省土壤侵蚀面积为459.36万hm²,年均土壤流失量为1.64亿t,年平均侵蚀模数为3 637.8 t/(km²·a),属于中度侵蚀,土壤侵蚀面积呈现上升趋势;辽西低山丘陵区的土壤侵蚀最为严重,侵蚀面积为191.99万hm²,城市受人为不合理的生产活动影响严重,导致土壤侵蚀面积增加;林地依旧是辽宁省土壤侵蚀发生的最主要的土地类型,占侵蚀总面积的57.66%,占土地利用类型的38.20%。