[发明专利]中小流域洪水特征对变化环境的响应模型构建方法

说明书

本发明公开了中小流域洪水特征对变化环境的响应模型构建方法，以华南台风暴雨多发地区袂花江上游流域为研究区，分析气候变化和土地利用覆被变化条件下的流域洪水特征及其对变化环境的响应；首先建立研究区自然地理数据集，其次结合历史场次洪水资料，然后开展野外观测试验，结合历史观测数据，确定关键产汇流参数与环境因素的关系，探讨其在变化环境下的暴雨洪水产流机理；分析气候变化和土地利用覆被变化对台风暴雨地区洪水特征的影响；以期为华南台风暴雨地区中小流域洪水灾害预防和治理、未来时期的土地利用优化方案提供科学依据和基础支持。

技术领域

本发明涉及地质灾害研究技术领域，具体是中小流域洪水特征对变化环境的响应模型 构建方法。

背景技术

全球环境变化产生的水文效应已经成为国际热点，近年来台风强度和频次增加引发的 中小流域山洪灾害形势严峻。

一、国际前沿问题。变化环境的水文效应受到国际普遍关注。全球变化既包含气候变 化与人类活动造成的环境变化，其中气候变化导致的降水变化和人类活动导致的土地利用 覆被变化产生的水文效应已经成为全球关注的热点问题。世界气象组织(WMO)、联合国 科教文组织(UNESCO)、联合国环境规划署(UNEP)、联合国发展署(UNDP)和国际水文科学协会(IAHS)等陆续实施了一系列国际水科学方面的合作发明或研究计划，如：政府间气候变化专门委员会(IPCC)、世界气候研究计划(WCRP)、国际地球生物圈计划(IGBP)、国际水文计划(IHP)和全球水系统计划(GWSP)等。均将变化环境的水文效应列为重要研究内容之一。

二、国家与区域发展重要需求。中小流域洪水灾害风险加大，中小河流治理势在必行。受全球气候变化和人类活动影响，近年来，我国极端水灾害事件呈突发、频发、并发、重发趋势，尤其是中小河流(流域面积100～1000km²)水灾害损失极为严重。据统计，一般年份中小河流的水灾害损失占全国水灾害总损失的70%～80%，近10年水灾造成的人员伤亡有2/3以上发生在中小河流(水利部水文局，2010)。受未来台风增强影响，华南台风暴雨地区洪水风险增加。气候变化对我国台风暴雨影响的相关研究表明：中国汛期降水呈现频率增多的趋势。南方的大雨日数将有所增加。最为重要的是，生成影响中国的台风数目将有所增加。这就预示着在未来，南方台风暴雨来得更频繁，大暴雨持续时间更长。受台风影响，华南和华东的台风降水强度和面雨量增加，降水的增加直接增加山洪灾害发生的风险。

三、典型研究区：袂花江上游流域，人类活动剧烈，台风暴雨导致洪水灾害频发，造成严重的社会经济损失。研究区位于广东省西部沿海地区，西与雷州半岛交界，南临南海，是广东省环北部湾经济区与中国--东盟自由贸易区，已成为广东经济增长极之一。受东亚季风和西南季风的影响，粤西地区是华南台风暴雨频发区，该地区河流流域面积小，暴雨常可覆盖整个流域，洪涝灾害历来严重。该区域41％-70％的洪涝皆由台风暴雨造成。其中，袂花江(新河以上流域面积649km²)发源于云雾山鹅凰嶂南坡，是广东省三大暴雨中心区之一；据广东省山区水资源调查，鹅凰嶂多年平均降水量为2700mm，且主要是受后汛期台风带来的暴雨影响，袂花江上游1958～2013年间出现超当地警戒水位63次的暴雨洪水中41次为台风暴雨造成，占65％；2013年8月14日受“尤特”影响，上游利垌站3小时雨量 达301mm，24小时雨量610mm，袂花江出现了接近50年一遇的洪水。台风暴雨占该区域后 汛期降水量的85％以上。该流域于粤西电白县境内，是电白县的“母亲河”，电白茂港等 地主要粮食产地之一，20世纪80年代末90年代初，该区域开展大规模荒山造林活动，种 植果树(荔枝、龙眼等)；同时流域自上世纪50、60年代以来开始修建水库、拦河坝、引 水工程，现已建成的有罗坑、黄沙等大中型及小型水库(蓄水工程)。2010年11号台风“凡 亚比”带来暴雨超过200年一遇，电白县发生洪涝灾害有8个镇、39个村委会、132条自 然村，受灾人口40万人，因灾转移群众34860人，直接经济损失共5.27亿元。在气候变 化和剧烈人类活动的影响下，华南台风暴雨地区中小流域洪水特性对变化环境的响应机理 复杂。