文档介绍：雄安新区旱涝趋势分析
摘要:旱涝趋势对雄安新区规划建设至关重要。增补构建了雄安新区1469年到2018年的连续550 a历史旱涝等级数据。以每10 a中的偏涝(旱)年份频次组成的旱涝等级数据序列(后简称偏涝、偏旱序列)作为研究oint;R/S analysis
2017年4月1日,作為北京市非首都功能疏解集中承载地的河北雄安新区正式成立。2018年4月21日,《河北雄安新区规划纲要》(后简称《纲要》)正式发布,《纲要》明确指出,到2035年要将雄安新区建设成为“绿色低碳、信息智能、宜居宜业、具有较强竞争力和影响力、人与自然和谐共生的高水平社会主义现代化城市”。此次《纲要》中特地提到了 “人与自然和谐共生”的建设目标,而要实现这一目标,最重要的一点就是要降低自然灾害对人们正常生活生产的影响,旱涝灾害是对雄安新区影响重大的主要自然灾害[1-2]。因此,研究雄安新区旱涝趋势对实现2035年建设目标具有重要意义。
建国以来,由于大范围水文站网的建设,有关干旱和洪涝的研究数据得到质的提升,利用这些数据开展的研究也数不胜数。然而,要对未来进行准确预测,还需要挖掘更长年限的历史数据,探明干旱和洪涝在长时间范围尺度下的演变特征,对未来旱涝情势做出资料长度更具代表性的判断。
近年来,已有不少学者利用历史旱涝资料在全国开展了有关旱涝特征的研究。例如:毕硕本等[3]通过分析西北地区东部1470-1912年连续443年旱涝等级序列,发现该地区旱涝灾害具有明显的阶段性,且通过对比发现采用历史文献资料重建的旱涝序列与其他长降水量序列的一致性较好。袁媛等[4]通过分析陕西省几个具有代表性的气象站1470-2008年旱涝等级序列,发现榆林和延安呈现从偏旱转向正常的趋势,宝鸡和西安呈现出从偏旱转向偏涝的趋势,而汉中和安康主要以偏涝为主。刘东升等[5]通过重建并分析昆明市1322-2013年旱涝等级序列,发现历史上昆明市旱涝灾害总体变化趋势为先趋于涝,后趋于旱,且旱涝灾害的第一、二、三主周期分别为39 a,11 a和4 a。常奂宇等[6]通过分析北京市1470-2015年旱涝等级资料,发现北京市旱涝灾害整体上呈现出“涝-旱-涝-旱”的波动,且局部存在旱涝急转的现象。YU等[7]通过分析内蒙古地区近500年旱涝资料,发现近500年来内蒙古地区旱涝灾害发生的频率和强度均有所增加,且存在涝灾总是在旱灾发生后的4~5 a发生的一个滞后效应。Zheng等[8]通过分析1736-2000年中国北方历史旱涝资料,发现在这一时段内中国北方共发生了29次特大旱灾和28次特大洪灾,且在这些极端干旱(洪涝)事件中,大部分地区的降水量明显减少(增加),尤其是夏秋两季。Jiang等[9]通过分析长江三角洲地区近1000年来的旱涝资料,发现1000-1600 年洪灾发生频次呈负趋势,其后呈正趋势,且1300 年以后旱灾发生频次增加。 本文利用历史旱涝等级资料研究雄安新区旱涝趋势,旨在为雄安新区防洪抗旱规划建设提供参考依据。
1 研究区概况
雄安新区地处河北省保定市,同时也处于北京市、天津市和保定市腹地,其规划范围涵盖了保定市雄县、容城、安新三县的行政辖区,任丘市鄚州镇、苟各庄镇、七间房乡以及高阳县龙化乡,总规划面积约1 770 km2。
雄安新区位处白洋淀流域出口。白洋淀流域主要包含了白洋淀及其周围的大清河水系。大清河水系在白洋淀流域内呈扇形分布,而水系中汇入白洋淀的河流按来水方向分为南北中三支。其中,大清河南支和中支的河流直接注入白洋淀内,而北支的河流则是通过白沟引河最终引入白洋淀[10]。
白洋淀流域属于暖温带半干旱气候区,多年平均降水量约为570 mm。整个流域呈现西北高东南低的地势特征,降水量在空间分布上极不均匀[11],西北部山区的降雨量多于东南部平原区。,山区河流径流量占总径流量的80%以上。流域降水量时间分配不均匀,大部分降水集中在6月-9月,约占流域总降水量的80%。暴雨多集中于每年7月、8月内,历史上发生的几次对人类影响较大的暴雨均发生在这段时间内[12]。
由于白洋淀流域降雨时空分布不均匀的气候特征和雄安新区的特殊位置,雄安新区位于易发生洪涝和干旱灾害的区域。
2 研究方法
雄安新區1469-2018年连续550 a的历史偏涝(旱)序列生成方法
《中国近五百年旱涝分布图集》[13](后简称《图集》)及其续补[14]和再续补资料[15]刊印了1470-2000年全国120个站点旱涝等级分布图。《图集》采用 5个等级表示各地降水情况,其中1级代表涝、2级代表偏涝、3级代表正常、4级代表偏旱、5级代表旱