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氣候變化概況及成因范文第1篇

關鍵詞 氣候變化；洪水災害；冰川；徑流；新疆

中圖分類號 P426 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）08-0219-04

Assessment About the Impact of Climate Change on Water Resource in Xinjiang

FAN Jing MAO Wei-yi

（Xinjiang Climate Center，Urumqi Xinjiang 830002）

Abstract Water is not only the primary factor which influences the human survival，but also the key factor which restricts and affects economic and social development and ecological environment protection in Xinjiang. Since 1950s，flood frequency and disaster loss increased in Xinjiang.Extreme floods showed a trend of regional aggravated，the southern region of Xinjiang was the most significant. With the aggravation of glacier retreat and meltwater increasing，blizzard disaster such as glacier flood，debris，snow avalanches and snow drift avalanche increased frequency and intensity.With the snow cover increasing in winter and the air temperature rising，the disaster strength was enhancement. As the climate warming and humid in Xinjiang，most of riverrunoff increased in different degree. From spatial distribution，Tianshan Mountainous increased obviously，other regions rised in different degrees except the north Slope of Kunlun Mountainous which reduced amount of water vapor and water vapor conversion rate was no significant trend. Climate warming caused the annual runoff distribution more uneven，spring and summer flood damage were more prominent，the contradiction between supply and demand of water resources and flood threat aggravating.Therefore，it should be keeped an eye on the water resource and disasters with the global climate change accelerating consistently，and to strengthen the study of impact assessment and adaptation strategies of water resources，and to make the science and technology play a leading role in disaster reduction.

Key words climate change；flood disaster；glacier；runoff；Xinjiang

新疆是典型的干旱、半干旱地區，由于降水稀少，蒸發強烈，水資源成為新疆可持續發展最關鍵的基礎性自然資源。近年來，全球氣候變化已經對眾多水資源系統的水文循環產生重大影響[1]，尤其是新疆地區高山冰雪流域的水文循環變化對此反映敏感[2-3]。1961―2010年，新疆區域呈現出明顯的“暖濕化”特征，氣溫上升、降水增加；1961年以來區域極端天氣氣候事件發生頻率變化顯著，暖事件增加、冷事件減少，極端降水（雪）事件增加[4-5]。水資源在時空上的重新分布及數量上的改變會因氣候變化而變化，進而影響生態環境和社會經濟的發展[6]。因此，研究氣候變化背景下對新疆的水資源變化及其洪水研究對新疆典型流域的治理及供水安全防范是必須的和迫切的[7-9]。該文主要總結前人工作成果的基礎上，采用文獻評估分析了氣候變化對新疆區域水資源及洪水、冰雪災害的影響，提出適應氣候變化和可持續發展的對策建議。

1 新疆水資源概況

1.1 空中水資源

空中水汽是水資源的一個重要組成部分，是新疆各類水資源的根本補給源，新疆地區凈水汽收入量為467 t（水汽流入26 100億t，流出25 600億t）[10]。

1.2 地表徑流

新疆大小河流共有570條，年徑流量為794億m3，絕大部分為內陸河流，河流多，流程短，水量少。地表徑流主要集中在夏季（6―8月），占全年水量的50%～70%，是新疆水資源利用的主要來源。

1.3 冰雪水資源

冰川和積雪在新疆的水資源構成占有重要地位[11]。新疆共發育冰川18 311條，面積24 721.93 km2，冰儲量2 623.471 1 km3，折合成水儲量（即冰川固態水資源量）為23 611.2億m3，約占全國冰川總儲量的46.8%，位居第一[11-12]。冬春積雪資源是新疆重要水源之一，作為中國季節積雪儲量最豐富的省區之一，年平均積雪儲量為181億m3，占全國的1/3[13]。

2 氣候變化對新疆洪水、冰雪災害的影響

2.1 新疆洪水發生頻次增高，災害損失增加

20世紀50年代以來，尤其是1987年以來，新疆洪水災害發生的頻次逐漸增高，災害造成的損失逐漸加重。對新疆地區29條河流進行洪水頻次分析，結果表明：1987年以后，新疆地區洪水頻次及洪水量級均呈增加的變化趨勢，20世紀90年代以來，突發性洪水及災害性暴雨洪水同樣呈增加的趨勢，1950―1986年洪水造成的災害損失僅為1987―2000年的1/30[14]。基于1956―2006年的實測洪峰等資料分析表明[15]，20世紀80年代中期以來新疆超標準洪峰、洪量的頻次增加，大多數河流洪水峰、量都呈增大變化趨勢。對新疆河流水文監測資料分析表明，20世紀90年代以來新疆河流洪水頻繁發生，且呈現出峰高量大，其原因有以下幾個方面：一是夏季氣溫升高；二是夏季降水量增多，使1987年后發生超定量、超標準頻次的洪水明顯增加，尤其是以暴雨成因為主的河流發生超標準洪水頻次最高，其次是高溫和暴雨疊加形成的洪水發生頻次[16]。

2.2 新疆極端洪水呈區域性加重趨勢，以南疆區域最為顯著

以年極端洪水超標率來反映區域極端洪水，分析了新疆區域洪水變化規律，用年最大洪峰記錄分析了全疆天山主要河流極端洪水變化特征[17]，結果表明：受氣候變暖影響，1957―2006年，全疆極端洪水呈區域性加重趨勢，尤其南疆區域極端洪水明顯加劇，北疆區域也有加重趨勢，但相對較緩。全疆及北疆、南疆在20世紀90年代中期以來都處于洪水高發階段。近50年，在新疆區域洪水呈加重趨勢的變化背景下，發源于天山南坡的托什干河和庫瑪拉克河年最大洪峰流量呈顯著增加趨勢，發源于天山北坡的瑪納斯河與烏魯木齊河年最大洪峰流量雖有增加，但是變化趨勢較緩。以年最大洪峰流量發生轉折年為界，托什干河、庫瑪拉克河、瑪納斯河和烏魯木齊河在20世紀90年代（或80年代）以來與前期相比，呈現出相似的變化特征：年最大洪峰流量明顯增大，年際間變化更加劇烈，洪水年更頻繁。近50年來，天山主要河流極端洪水變化與區域增溫以及天山山區極端降水時間增多有密切關系。

2.3 近期新疆冰雪災害發生的頻率和影響程度呈加大趨勢

新疆冰雪災害發生的頻率和影響程度因為氣候變暖導致的冰川退縮加劇而呈加大趨勢[18-20]。在新疆地區，冰雪災害主要表現為冰雪洪水。在阿勒泰地區，融雪洪水發生的時間提前，洪峰流量增大，破壞性增大，這同樣是由氣溫升高及冬春季積雪的增加導致的[8，21]。在阿克蘇河流域冰湖潰決的洪峰流量也在增加[9]，主要支流庫瑪拉克河流域最大徑流量的變化趨勢是上升的，最大徑流變化的傾向率為3.98 m3/s?a，主要是氣候變暖導致冰川消融強烈和冰湖潰決所致[22]。在塔里木盆地冰川分布流域，氣候變化對河流流量有巨大影響，1 ℃的氣溫變化可引起127 mm的流量變化[23]。隨著氣溫升高，流域冰川、泥石流阻塞、滑坡阻塞洪水成災的頻次也有明顯的增加，如冰川和泥石流阻塞洪水頻次分別由20世紀80年代的平均0.5、0.7次提高到了1.0、0.9次，這是因為氣溫升高，消融水增多使冰漬湖突發洪水的發生幾率增大[19，24]。以冰雪融水和降雨補給為主的烏魯木齊河從1993年開始進入大洪水多發期，且洪水出現頻次增加，洪峰集中出現[19]。1980年以來，冰川、泥石流阻塞、滑坡阻塞洪水成災的頻次也有明顯的增加，這是因為氣溫升高，消融水增多使冰漬湖突發洪水的發生幾率增大[21]。

2.4 進入21世紀新疆北部隆冬季節出現融雪型洪水

新疆北部是我國冬季積雪最為豐富的三大區域之一，穩定積雪持續時間長，冬末春初雪蓋消退迅速，遇氣溫快速上升往往引發融雪型洪水[25-26]。2008年1月，受冬季出現的極端暖事件影響，準噶爾盆地的積雪大面積融化，融化期提前，改變了北疆積雪時空的分布[26]。2010年1月，裕民縣降雪量達到了95 mm，較歷年同期偏多5.8倍，突破1月歷年極值。1月1―7日和15日裕民達到極端暖事件標準，而11日和19日又達到極端冷事件標準（圖1）。2010年1月上旬前期的異常升溫，導致積雪快速融化，引發融雪型洪水，十分罕見[27]。全球變暖背景下區域極端天氣氣候事件頻發，極端天氣氣候事件的影響程度增強，氣候變暖對新疆的影響在加劇。

氣候變化概況及成因范文第2篇

關鍵詞磨谷風;變化成因;山西昔陽

中圖分類號p425文獻標識碼a文章編號 1007-5739(2010)22-0316-01

磨谷風是指在秋季谷黍成熟時期將谷黍籽粒吹磨掉的風,是秋收關鍵期的一種災害性天氣。風力較強的磨谷風對大秋作物危害極大[1]。磨谷風是由于北方較強冷空氣入侵所造成的,風向多為西北風,風力一般在5級以上,瞬時極大風速達7～8級。平均12 h,最長可達48～72 h,最短5 h左右。

1磨谷風概況

根據山西省秋季大風日數分布的有關規定:若秋季大風≥10 d為多大風區;5～9 d為次大風區;2～4 d為一般大風區;≤1 d為基本無大風區。據統計,10月上旬昔陽縣出現5次磨谷風;中、下旬磨谷風均為17次,昔陽縣各旬磨谷風分布特征為中下旬較強、上旬較弱。據統計,1958—2008年間10月最大風出現在1995年,其最大風速為21.0 m/s;2009年10月最大風速達23.9 m/s,突破歷史極值。2009年10月16、18日,昔陽全縣遭受強磨谷風襲擊,從10月16日9:32—16:19出現≥17.0 m/s的大風7次,最大風速為19.6 m/s;10月18日11:49—15:14出現≥17.0 m/s的大風9次,最大風速為23.9 m/s。這次強磨谷風對正在收割的谷黍來回吹磨,使作物出現折斷或被強風刮倒狀況,全縣逾2萬hm2大秋作物都受到明顯的風災[2-4]。

2磨谷風變化成因分析

10月各旬磨谷風差異主要與大氣環境特征有關,秋季是夏季與冬季的交替季節,地面風場開始向冬季型轉換。昔陽縣磨谷風主要是由秋季后期的強冷空氣活動和寒潮暴發形成,加之秋季近地面空氣增熱而產生亂流擾動,使上層空氣的動量下傳至地面,引起地面風速明顯加大。從1958—2008年昔陽縣10月各旬磨谷風發生時間可知,9:30—17:12均有出現大風的可能,而夜間和早上卻未出現過。因此,大風日變化特征很明顯,這可能與山區氣候特點有關。

2.1大尺度環流形勢

2.1.1歐洲中心數值預報圖。分析歐洲中心數值預報圖可知,從鄂木斯克北部經新西伯利亞、薩彥嶺、伊爾庫次克、貝加爾湖到河套一帶為寬廣深厚的冷低槽。同時,在吉林的東海岸有1個544閉合低中心,槽線經低中心延升到下游,且溫度槽落后于高度槽,此渦對加強河套一帶的低槽有明顯的阻擋作用。在河套北部的溫都爾廟至包頭有1個1029閉合高中心,在沈陽附近有1個996閉合低中心。山西省處于低后高前,為明顯的風向不連續區,昔陽縣正處于2個不同性質的天氣系統之間,這是該縣刮大風的重要天氣條件。

2.1.2700 hpa形勢。從2009年10月17日20:00 700 hpa圖分析,薩彥嶺東北方向一帶有一低槽,在赤塔經烏蘭巴托又有一槽;延安附近至平涼到華家嶺還有一低槽,上述3條槽線形成明顯的階梯槽形。昔陽縣氣象站磨谷風正是受此階梯槽的影響。另外,在赤塔東北部—烏蘭浩特北部、吉林東部沿海—日本大阪西南部分別有一豎槽,該豎槽的存在對造成磨谷風的天氣系統有一定的阻擋作用。

2.1.3850 hpa形勢。從2009年10月17日20:00 850 hpa圖上分析,薩彥嶺東北方向一帶赤塔附近,百靈廟—呼和浩特—五臺山—太原一線有3條槽線,形成明顯的階梯槽,冷空氣源源不斷地由西北向東南補充。且高度槽與溫度槽形成了近于90°的交角,氣壓梯度差很大。另外,在北緯56°、東經132°附近有一閉合低渦,低渦槽線與吉林東部沿海低渦槽線相連接,其對影響山西的階梯槽起阻擋作用。

2.2單站要素預報圖

2.2.1曲線變化圖。從綜合時間曲線圖上分析,大風前72 h氣壓由92.30 kpa連續下降降至90.84 kpa,氣溫從16.0 ℃急升到22.3 ℃,速降1 d達到15.0 ℃。同時日最高氣溫3 d內一直攀升,從11.0 ℃升到21.5 ℃。濕度曲線一直在平線下擺動。這種高溫、低濕、氣壓連降的變化特征,在配合氣壓同時于溫、濕2線打擊,當出現這種形式時,未來24～48 h昔陽縣將會有大風天氣出現。

2.2.2曲線變化。在正常天氣情況下,氣溫的變化是夜間降低、白天升高,而10月16、18日刮大風時的氣溫變化正好和10月17日相反。這種反常的現象導致10月16、18日的大風產生。

3小結

(1)這次磨谷風過程是在有利的大尺度環形勢下形成的,階梯槽是這次大風的重要天氣特征。紅外衛星云圖、雷達拼圖對磨谷風的跟蹤預報起著重要的作用。

(2)單位要素曲線的反常變化,預示昔陽縣將有明顯的天氣系統入侵,預報員應高度重視。10月是農業收獲的關鍵期,也是磨谷風出現的多頻次時段。該時期的預報服務要把握關鍵,防止異常變化。 整理

4參考文獻

[1] 秦大河.氣候變化:區域應對與防災減災[m].北京:科學出版社,2009.

[2] 李勁,顧松山.2009年6月5日安徽致災大風天氣過程分析[j].安徽農業科學,2010(14):7443-7445,7457.

氣候變化概況及成因范文第3篇

1考察地區概況

考察區位于羅布洼地之東，敦煌雅丹國家地質公園之西的阿奇克谷地及庫姆塔格沙漠中段北部，即91°～93°E，三壟沙以西，東西長約150km，本區的地貌特征見．在地質構造上，本區屬于北山與阿爾金山之間新生代的凹陷帶，是中更新世以前古羅布泊的湖灣所在地．有3組新舊斷裂體系控制了本區地質地貌發育歷史：

（1）東西走向的天山斷裂帶，造成今日之阿奇克地塹谷地，北岸的古湖相和洪積沙礫石被切割的臺地和北山剝蝕丘陵殘山準平原及阿爾金山前的洪積傾斜戈壁沙漠帶的殘余山地丘陵．

（2）南北走向的斷裂帶，造成今日之三壟沙丘鏈、奮斗井、八一泉和羅布泊洼地東側之南北向谷地和斷層崖．

（3）東北西南走向的阿爾金山斷裂帶，包括阿爾金山的東北西南走向的山嶺和山間盆地．以及庫姆塔格沙漠北部東北西南走向平行排列的羽毛狀溝谷和梁狀臺地，其上覆蓋著多種風成沙丘包括平沙地上的中小型羽毛狀沙丘、新月形沙丘鏈、金字塔形沙丘和垂直于走向的坡下大小沙波，平地和高梁地表的大沙波等．其下覆地層為早更新世的湖相粘土巖層和中更新世的洪積沙礫石和各式各樣風棱石．因為阿奇克地塹谷北為低山，柴達木盆地北是高大祁連山，阿爾金山向東北滑動，這個力量可不小，柴達木古湖相地層褶皺成雁形背斜群，羅布泊古湖相地層出現羽毛狀大斷裂．

2庫姆塔克沙漠羽毛狀斷裂形成的構造因素

2．1地質力學中的羽毛狀裂隙系統多字型構造的主要特點，是由走向大致互相平行的擠壓帶包括褶皺、壓型兼扭型的斷裂和那些擠壓帶大致成直角的互相平行的張性兼扭性的斷裂組成的．在特殊情況下，上述互相平行的擠壓帶或張裂帶成雁行排列．

2．2冰川運動基理中的邊緣羽毛狀裂隙系統，成為羽毛狀裂隙系統羽狀裂隙群，主要分布于冰流與冰流．冰流與基巖接觸面附近．由張裂隙組成，裂隙的排列方向與接觸面的產狀有關，從冰川的運動速度及冰流與基巖（視為靜止的）相對運動速度來看，錯動方向劍頭指向接觸面（即錯動面）和它相交的羽狀裂隙的銳角方向．

3八一泉雅丹地層與“八一泉運動”

俞祁浩等根據測深曲線和沉積物判讀，其結果證明庫姆塔格沙漠沙層下伏巖層是湖相層，驗證了夏訓誠等的上層是中更新世的洪積沙礫層，其下覆為早更新世湖相層．阿奇克斷陷谷地中八一泉雅丹地貌成東北西南展布，與庫姆塔格沙漠北部大羽毛狀裂帶相一致，八一泉位于羅布泊東阿奇克斷陷谷地中段北沿湖積洪積臺地溝口外，我們在八一泉雅丹地層）采了ESR測年標本，在青島中國地質部海洋地質研究所ESR測年實驗室幫助下對測年數據進行分析．八一泉被褶皺的地層的年代（227kaBP）比其上覆地層年代新，了前人誤把層中有褶皺就訂成上新世，實際上變動層的形成年代比上面早更新湖相還要新，棕色砂巖樣品形成年代為ESR1009．4kaBP，而中上部的泥巖的ESR測年為735．7kaBP．從此，我們得出中更新世晚期（227kaBP），本區發生了地殼運動，證明阿爾金山出現向北東移動的地質大事件．這件事證明：北坡古羅布泊海灣之北無大山，柴達木盆地北面是高大祁連山，像李四光在《地質力學概論》中多字型構造的羽毛狀斷裂是走向大致相互平行的擠壓帶包括褶皺和斷裂，又像冰川運動形成的兩側的羽毛狀平行裂縫一樣．羅布泊古海灣南側既上升，又往東移．中更新世晚期河流深切，青藏高原隆起最強烈，環境變化很大．目前，李吉均在臨夏發現共和運動，即150kaBP，黃河切開龍羊峽，共和古湖消失，這是對青藏高原隆升研究的重大發現．最近，崔之久問鄭本興，倒數第二次冰期與青藏高原隆升的關系如何，有何證據？經過鄭本興的分析，認為現在可以正式宣布：這次運動的證據是八一泉雅丹地層的褶皺層，形成年代為227kaBP（ESR），稱之為“八一泉運動”．我們認為這是恰當的．八一泉運動，使青藏高原大喜馬拉雅山以北地區，氣候由濕冷變為干冷，限制了冰川的發育，而對藏東南的冰川發育極為有利西北地區氣候更干，羅布泊湖灣大退縮，三壟沙之東上升，疏勒河與羅布泊水系分離．筆者建議稱這次運動為“八一泉運動”，發生在200～300kaBP，地貌與氣候因素的耦合關系，引起倒數第二次冰期，即天山冰期、下望峰冰期、古鄉冰期、麗江冰期、廬山冰緣期的來臨；由最大暖濕間冰期變為干冷的倒數的第二次冰期．在青藏高原多數山系由聶聶雄拉冰期、昆侖冰期以及其后的中梁贛冰期的巨型山麓冰川變成為山谷冰川．

4“八一泉運動”在青藏高原隆升中的地位和作用

晚新生代地球表面發生了3件大事：

（1）南極大陸形成；

（2）北冰洋的形成封閉和半封閉狀態；

（3）青藏高原的隆升

三者給地球的自然環境影響極大．南極和冰蓋的形成，標志著地球進入晚新生代冰期的開始，青藏高原的隆升與北冰洋的相互作用，對歐亞大陸甚至非洲的氣候都產生了極大的影響，如西伯利亞寒潮的形成和加強，以及太平洋東南季風、印度洋西南季風和高原季風的形成與演化．據研究，青藏高原隆升既有整體性、階段性、地區差異性，又有上升幅度不同和由南向北波動性傳動的特點，情況極為復雜．不同學者的依據和看法都不一致，但綜合分析文獻［8］和［12］等，可歸納為青藏運動的序幕（7～8MaBP）、青藏運動的A幕（3．6MaBP）、青藏運動的B幕（2．6MaBP）、青藏運動的C幕（1．7MaBP）．1700kaBP青藏運動的C幕，使青藏高原由大湖群為主變為以羌塘高原為中心，形成東西向大河與湖群共存時代．1100～600kaBP昆黃運動使青藏高原開始進入冰凍圈，喜馬拉雅山高峰區出現了希夏邦馬冰期的小型山麓冰川和冰帽，800kaBP整個高原的高山進入冰凍圈，發育巨大的山麓冰川．而發生于300～200kaBP之間的八一泉運動（227kaBP），卻改變了大喜馬拉雅山以北的廣大地區的自然環境，冰川的性質、類型和氣候環境都發生了巨大的變化．而最近150kaBP的共和運動使高原邊緣山地包括中國東部賀蘭山、太白山、長白山天池和臺灣中央山脈高峰區開始發育山岳冰川，這是晚更新世高原隆升與西伯利亞寒潮更加強盛造成的，從而結束了中國東南冬季無嚴寒的歷史．因此“八一泉運動”彌補了青藏高原隆升過程中的尚未提到的重要地質構造事件和重要隆升階段．

5重建高原隆升氣候變化與中國冰期間冰期及東部冰緣期的序列

這次“八一泉運動”，對柴達木盆地的影響最為復雜，既對老的背斜再次產生推剪破裂，又產生新的背斜．據有關文獻，可將青藏高原隆升、氣候變化與冰期的對應關系．并初步與中國東部的冰緣期進行對比．

（1）早更新世晚期至中更新世初期的昆黃運動（1．10～0．60MaBP），引發早更新世晚期的希夏邦馬冰期（1．10～0．80MaBP，MIS20～36）和獅子山冰緣期．

（2）早間冰期（800～780kaBP，MIS19），最初1976年稱帕里間冰期［14］，但有學者推測帕里湖相地層屬上新世，但至今未提出確切的上新世喜暖孢子花粉證據和確切的上新世絕對測年資料．

（3）青藏高原中更新世最大冰期，也就是中更新世的早期聶聶雄拉冰期，即昆侖冰期（780～560kaBP，MIS18～16）以及晚期（中梁贛冰期（480～420kaBP，MIS12）；青藏高原和相鄰高大山系全部進入冰凍圈．

（4）最大和較濕熱的間冰期（560～300kaBP），在黃土高原出現M1S15～13古土壤S5（紅三條）；青藏高原最暖期MIS13的古土壤S4；紅土發育，前期冰川沉積物強烈風化，形成紅褐色冰磧層．

（5）八一泉運動（300～227～200kaBP），引發了倒數第二次冰期（300～150kaBP）．中國西部發生了同期的天山冰期、下望峰冰期、古鄉冰期、麗江冰期等，相對應中國東部所謂的廬山冰期實際上可稱之為廬山冰緣期．八一泉運動，高原上升，使最大和較濕熱間冰期變為干冷的倒數的第二次冰期，青藏高原多數山系由聶聶雄拉冰期，即昆侖冰期及中梁贛冰期的巨型山麓冰川變成為山谷冰川

（6）共和運動（150kaBP）．由于共和運動，促使末次間冰期（130～75kaBP，MIS5）快速結束．

氣候變化概況及成因范文第4篇

關鍵詞：公路；路面；抗滑表層；施工技術

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A

0.前言

公路多采用瀝青混凝土路面，而瀝青混凝土路面表層往往會直接承受著來自于氣候變化和交通荷載變化的雙重作用，其|量的好壞會對公路通車之后的營運效果和路用性能造成較大的影響，所以，公路路面抗滑表層不僅要具有普通公路所要求的抗水損害、抗裂、抗車轍、抗高溫的能力，還要有較佳的抗滑功能。但工程施工過程中，某些特性往往又是互相矛盾、互相沖突的，例如，基于抗老化、防水的性能要求來看，瀝青混凝土的密實孔隙率應該要盡量小，而基于抗車轍、抗滑的性能要求來看，瀝青混凝土的密實孔隙率應該要盡量大，且骨料級配優良、有較多的粗骨料。由此可見，在公路路面抗滑表層施工過程中，務必要加強施工控制，并且優化配合比設計，以確保施工能夠滿足要求。本文就公路路面抗滑表層施工技術進行探討。

1.工程概況

某公路為全立交、全封閉、雙向四車道的高等級公路，路基總寬28m，主線路面結構為：AC-20I瀝青鹼（厚度為6cm），水泥穩定碎石下基層（厚度為17cm），水泥穩定風化料底基層（厚度為16cm），AC-25I瀝青鹼（厚度為8cm），水泥穩定碎石上基層（厚度為17cm），AK-13A改性瀝青鹼抗滑表層（厚度為4cm）。該工程項目于2013年6月1日開工，完工時間為2014年8月15日。該工程項目原來計劃采用普通瀝青來作為路面面層，結構面層：上面層+中面層+下面層，上面層為AK-16A型抗滑表層（厚度為4cm），中面層為AC-20I型中粒式瀝青（厚度為6cm），下面層為AC-25粗粒式瀝青（厚度為6cm）。由于該公路所跨越區域均為多雨氣候地區，所以，務必要做好公路路面抗滑工作。針對這種情況，該工程項目決定在路面上面層采用SBS改性瀝青。

2.施工技術

2.1 料場管理

料場地面應該要經過相應的硬化處理，并且讓其形成一定的坡度，以便能夠更好地排水。若集料的規格存在著差異，那么在處理時要遵循分開的方式，并做好隔墻設置工作。為了能夠降低出現集料離析的現象，堆料時可采用裝載機。而取料時，則要遵循向陽方向取料的方式。

由于該工程項目的現場料場沒有采用料倉存儲，而采用露天堆放的方式；因此，務必要準備好足夠的塑料蓬布，防止由于降雨而淋濕集料，進而影響到集料的含水量。否則的話，很有可能會導致集料出現結團硬化現象，甚至會堵塞下料口。值得注意的是在配置集料時務必要對集料配比予以嚴格控制，見表1。

2.2 攤鋪準備

（1）清理作業面

首先，要為上面層的施工作業準備好長度為1.5km～2km的作業面。然后，徹底清掃表面雜物，若表面污染較為嚴重，那么清理處理時可用鐵刷子，而后再利用鼓風機來吹除粉塵。值得注意的是，清理作業面時，切忌單獨用水沖刷，這樣較易導致混凝土下部孔隙中混入清水，導致路面污染。此外，還要注重施工環境的安全防護，施工環境的安全對于施工的安全防護影響較大，因此，施工企業務必要嚴格管理施工現場，合理、科學地布置，并且努力提升施工現場的防火水平。與此同時，基于工程項目的施工需求來科學劃分現場施工區域的作業區、材料堆放區、生活區、辦公區等，各個區域保持相應的安全距離。此外，在現場施工區域的危險場所，可設立警示牌提醒施工人員不要靠近。

（2）測量放線

測量放線工作在清理作業面之后就要開始進行，并且要準備好數量足夠的攤鋪機設備。

2.3 拌合

加強拌合過程中的施工管理工作，有利于確保混合料達到均勻、一致的特征。由于SBS改性瀝青的粘度較大，對施工溫度的要求也較高。若施工溫度不高，較易導致混合料出現攤鋪均勻、不平整等問題。針對這種情況，礦料溫度要加熱到200℃以上，SBS改性瀝青溫度要加熱到180℃以上。但值得注意的是，若混合料溫度過高，那么交易導致瀝青老化，反而適得其反。

2.4 運輸

要注意做好運輸車輛接料口高度和車廂高度的控制工作，以此來防止運輸時材料離析。待完成裝載后，也需要注意車輛所裝載的材料保持好一定的形狀，若出現過度坍落的問題，那么說明在級配及含量方面，混合料、瀝青都有問題，務必要注意檢查。

2.5 攤鋪

（1）務必要注意保證攤鋪車輛勻速、緩慢、連續地進行攤鋪作業，務必不能出現忽快忽慢的情況，以免影響到路面的平整度。

（2）由于SBS改性瀝青的粘度較大，因此，螺旋送料器要始終處于轉動狀態，以確保在全寬斷面上不出現離析現象。

（3）在運料車與攤鋪機進行對接的過程中，兩個車輛要注意同向行駛，運料車掛前進擋；而卸料時，運料車可掛空檔以推動攤鋪機保持前進運動狀態。

2.6 碾壓

碾壓是公路瀝青路面施工中的最后一道工序，但這道工序極為重要，會直接影響到路面面層質量。可以從以下5個方面來加強控制：（1）碾壓方式若為高頻、低幅，那么既不會壓碎骨料，又可讓路面的平整度得以提高。（2）若出現材料推移的現象，那么務必要待溫度降低后，再繼續施工；若碾壓過程中存在著橫向細縫，那么務必要采取相應措施來糾正。（3）壓實的有效性極為重要，因此，要注意合理控制碾壓速度，若碾壓速度過快，那么較易出現路面熱裂縫。（4）碾壓初期較易出現混合料粘輪的情況，可噴灑少量水；待碾壓一段時間之后，再逐漸減少灑水量。（5）過度碾壓的情況務必要杜絕出現，否則的話，較易出現堵塞管道、泛油體積構造深度減少的情況。

結語

該公路工程項目由于采用了較佳的路面抗滑表層施工技術，取得了較好的經濟價值和社會效益。第一，施工技術過關，避免出現缺陷處理和返工現象，確保了施工進度，提前完成施工內容，獲30萬元獎金。第二，節約50萬元的機械費、工費。

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氣候變化概況及成因范文第5篇

關鍵詞：上海市；道路；暴雨內澇；危險性；情景模擬；GIS

中圖分類號：X43 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1004-9479.2013.04.017

上海北濱長江，東臨東海，南依杭州灣，是長江流域出海的門戶，太湖流域的尾閭。特殊的地理位置和低洼的平原地形使得水災成為該市的心腹之患。上海的水災主要包括黃浦江受上游太湖流域洪水下泄過境形成的洪災、本地暴雨內澇形成的澇災、沿海沿江地區受風暴潮襲擊而形成的潮災，有些年份甚至發生“三碰頭”的嚴重災害，給這座人口密集、經濟發達的國際大都市造成重大經濟損失，制約了社會健康穩定發展。近年來，隨著海平面上升、全球氣候變暖的加劇，極端暴雨出現的幾率越來越大，由此而導致內澇災害加劇，相關報道較多但深入研究較少，不足以為科學防災減災提供指導，本文以上海中心城區為例，利用歷史內澇災情及情景模擬方法，探討道路內澇災害的時空發展規律，對災害管理提供借鑒。

1 上海暴雨內澇歷史災情概況

城市內澇是由于強降雨或連續性降雨超出城市排水能力、積水不能及時排除而造成的災害。城市是暴雨內澇災害最顯著的區域，上海市區暴雨積水幾乎年年發生，僅積水深度、遭淹地區和范圍不同而已，凡日雨量大于50mm或過程降水量大于100mm暴雨，都會給全市造成浸害[1]。上海市區，特別是中心城區（長寧、普陀、閘北、虹口、楊浦、黃浦、盧灣、靜安、徐匯），暴雨內澇造成的主要影響是馬路積水和居民家庭進水。據統計，1980-1993年的14年中，因內澇引起的平均年積水路段251條，年均住宅進水戶數5.27萬戶。從2000年以來上海中心城區遭受的較為嚴重的暴雨內澇災情統計來看，市區暴雨積水馬路數與住宅進水戶數有一定的正比關系，即馬路積水路段越多，進水戶數越多；降雨量與積水路段、進水戶數也存在一定的正比關系，小時（日）降雨量越多，積水路段與進水戶數越多[1]。據劃定，年住宅進水戶數十萬戶以上或年積水路段500條段以上的為特大災年；年住宅進水戶數在5-10萬戶，或年積水路段250-500條段以上的為大災年；年住宅進水戶數2-5萬戶或年積水路段150-250條段的為中災年；年住宅進水戶數2萬戶以下或年積水路段在150條段以下的為小災年。照此等級標準，根據45年的上海市區積水資料整理分析，上海發生暴雨積水的中災，平均每三年出現一次。作為區域社會、經濟、文化的中心，頻繁發生的暴雨內澇造成社會、經濟和環境系統遭受巨大影響，嚴重威脅到人類的生存安全[2]。

2 上海暴雨內澇成因分析及典型情景

2.1 典型內澇情景

臺風是造成上海暴雨和風暴潮的主要原因，同時也會引起內河水位驟漲，加大洪澇發生的可能性。“麥莎”是本世紀對上海影響最大的臺風，全市普降大暴雨，中心市區的普陀、徐匯、長寧、虹口降雨量都超過了200mm，黃浦江最位全線超過警戒線，市區內河最高水位普遍超過歷史記錄并逼近防汛墻設計水位，經采取停泵的應急措施才保水位不再上漲。據統計，上海市在“麥莎”侵襲中，全市受災人口94.6萬人，直接經濟損失13.58億元，市區200余條馬路積水（圖1），5萬余戶居民家中進水。

冷暖空氣碰撞導致的強雷暴雨也是上海內澇的重要原因，由于上海市區“熱島”效應明顯，氣溫相對比市郊高出2-3℃，地面熱量致使雷雨云團易加強發展，增大雨勢。市區密集的高層建筑，也使氣流運動的摩擦力加大，雷雨云團移動減緩，在市區滯留時間較長，降雨也更多。2008年8月25日上海入汛之后最大的一場暴雨，強度超百年一遇。這場降雨來勢兇猛，徐家匯氣象觀測站117mm/h的降雨量是130多年以來的最高紀錄，盧灣、長寧、普陀、黃浦、浦東、閔行、崇明等地的累積雨量均超過100mm的大暴雨標準，降雨強度大大超過上海城市的排水能力。據統計，上海中心城區近100條馬路積水（圖2），近萬戶居民家中進水。受暴雨影響，徐家匯等地一度交通嚴重擁堵，全市共發生各類交通事故3165起，車輛拋錨694起。

從兩次災害情景看，由于暴雨時空分布特征差異，積水路段的位置及數量有很大不同，積水路段的長度及積水深度也有很大區別，但中山西路、烏魯木齊路等一些路段歷次積水，黃浦、靜安等地積水路段較密集，這與老城區排水系統的不完善有很大關系。根據積水成因統計分析可得，“麥莎”187條積水路段，其中72條與排水設施未建、在建或者老化、標準較低有關，約占40%；2008年8月25日的短時雨有95條積水路段，其中56條發生積水和排水設施關系緊密，占60%。依此看出，市政排水設施建設滯后于城市發展，是上海暴雨產生內澇的主要原因，降雨強度越大，暴雨內澇中排水因素所占的比例越大。

2.2 成因分析

上海暴雨內澇的原因包括：①自然地理條件：上海地處亞熱帶季風區、海陸交匯的沿海地帶，受冷暖空氣交替影響，汛期降水集中，暴雨、臺風、風暴潮等災害頻繁發生。上海地勢低平易積水，趕潮河網密集，若內澇發生時趕上位，則排水歷時加長，災情加劇。②城市化：著名城市水文專家L.B.Leopold指出“所有土地利用的變化都會影響一個地區的水文狀況，其中城市化的影響最為強烈”。城市化改變了地表形態，減少雨水滲透，降低了土壤的調蓄功能，而“熱島效應”和“雨島效應”又造成市區降水頻率增大，雨時延長。城市化導致河流大量消失，失去了對瞬時暴雨的排泄作用，原有排水系統的排澇標準無法滿足城市化的飛速發展而使雨水積漫，排澇歷時加長。③海平面上升和地面下沉：兩者共同作用，降低市區地面標高，抬高內河水位，增加排水的難度，地面下沉形成的洼地也增大了內澇發生的可能性。

3 情景模擬下的上海中心城區道路暴雨內澇危險性評價

3.1 危險性評價方法

災害的危險性評估方法有三類：一是以歷史災害分析為主的評估法，二是綜合致災因子和孕災環境的多指標評估法，三是結合災害情景模擬的評估法。情景模擬法以一定歷史災害數據為基礎，假定災害事件的多個關鍵影響因素有可能發生的前提下基于成因機制構造出未來的災害情景模型，從而用來評估災害的不同致災可能性和相伴生的災害可能活動強度[3]。在國外，情景模擬方法評估災害已相當成熟[4，5]，國內的情景分析方法主要應用于流域或城市水資源配置[6-7]、水污染控制[8-9]及區域氣溫、降水等氣候變化的模擬等方面[10-11]，災害方面，主要用于流域不同洪水情景決溢風險評價的研究[12-14]。

根據災害系統的理論[15]，危險性是災情和風險評估的第一步，衡量致災因子的致險程度。相比于其他方法，情景模擬以其扎實的機理和較高的精度受到越來越多的關注。國內基于情景模擬下的暴雨內澇研究有兩類，一是以趙思健、王林[16，17]為代表，構建城市的地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型，建立城市內澇災害分析的簡化模型，并利用 GIS空間分析劃分計算粗單元，結合數學算法計算出每個粗單元內的積水深度，最后對粗單元進行平滑合并后最終生成城市內澇積水深度分布圖。另一類，以李娜、解以揚[18，19]為代表，采用數值模擬的方法解算二維非恒定流方程，對天津、武漢、西安等城市進行了內澇災害模擬及風險分析。上海市防汛信息中心與河海大學、中國水利水電科學研究院合作開發的上海市暴雨內澇仿真模型[20]，同樣采用了數值模擬的方法解算二維非恒定流方程，針對上海特殊的平原河網城市特點，在內河和降雨邊界條件等方面進行改進處理，建立了適應上海特性的暴雨內澇仿真模型，并通過對“麥莎”臺風的模擬驗證了模型的有效性。本文在該模型的基礎上，利用情景模擬方法對上海市中心城區道路進行危險性評價。

3.2 上海中心城區暴雨情景設置與內澇模擬

根據上海市政部門采用的不同強度暴雨發生的頻率（表2），假定中心城區的降水空間均勻分布，依照“麥莎”的降雨雨型（過程雨量時間分布），潮位設置為上海9711臺風時的極端潮位，按照20年一遇、50年一遇的小時暴雨量標準設置兩種情景，利用上海市暴雨內澇的仿真模型進行模擬，并利用GIS的空間分析工具，將模擬結果與中心城區主干道與次干道的數據層進行疊置，最終得到兩種情景下的道路內澇水深分布，結果如圖3、4所示。從中可以看到，一次暴雨對城市不同地方會造成不同程度的內澇災害，不同情景對城市同一地方造成的內澇程度也會發生很大的變化。

3.3 危險性評價與結果分析

根據內澇對道路產生的實際影響，并參考已有劃分標準[21]，根據水深將內澇劃分為四個危險性等級：①I級：水深在5cm以下，基本無積澇；②II級：水深在5cm-20cm之間，輕度積澇，路面有積水，但對交通影響不大；③III級：路面積水在20cm-40cm之間，中度積澇，行人行走困難，交通受到明顯影響；④IV級：路面積水在40cm以上，重度澇災，車輛熄火、交通堵塞，道路兩旁的商店和居民家庭也受到嚴重影響。利用GIS統計分析工具，求出每種內澇情景中不同危險性級別的路段長度，并求得該危險性級別路段長度占各危險性內澇路段總長度的比例，結果如表3所示。上海中心城區道路內澇積水以I級、II級為主，但20年一遇的暴雨就可以導致半數以上道路積水，這說明，排水系統無法滿足社會經濟發展的需求。

另外，我們嘗試構造危險指數，對中心城區各行政區的道路內澇危險性進行評價。針對每種情景，利用GIS統計分析各行政區每種危險性級別的被淹道路長度，并求出該長度在整個中心城區該危險性級別所淹道路長度的比例。按照各種危險性級別對區域整體道路危險性的貢獻不同，給I級-IV級的危險性級別分別賦予權重0.2、0.4、0.6、0.8，最終，該情景各區域的危險性指數即為該區不同危險級別的道路長度在整個中心城區該危險級別中所占比例的加權和，用公式表述該過程如下，特定情景下各區不同危險級別的道路長度占整個中心城區該危險級別道路長度的比例：

gi（uj）=fi（uj）/Ci（i=1，2，...，m； j=1，2，...，n）

其中，fi（uj）代表各行政區每種危險級別的被淹道路長度，m代表危險性級別，n代表行政區域，Ci=■fi（uj）。Wi代表I級-IV級的危險級別權重，區域道路的內澇危險指數即為：

Hj=■gi（uj）*Wi

利用上述公式，求得兩種情景下上海中心城區的道路危險指數如表4所示。

結果顯示，20年一遇暴雨情景下，中心城區各行政區的道路內澇危險性排序為：徐匯>虹口>普陀>閘北>長寧>楊浦>黃浦>靜安>盧灣；50年一遇暴雨情景下，該排序為：徐匯>閘北>虹口>普陀>長寧>楊浦>黃浦>靜安>盧灣。兩種情景呈現的中心城區各區域道路的暴雨內澇危險性排序基本一致，且基本呈現三大類（如圖5）：①暴雨內澇形勢嚴峻區域：徐匯區，這歸因于徐匯區道路較高危險性級別（III級、IV級）的比例較大；②暴雨內澇形勢較為嚴峻區域：虹口、普陀、閘北與長寧；③暴雨內澇危險性較低區域：楊浦、黃浦、靜安和盧灣。總體呈現，中心城區的行政區道路的內澇危險性較大，這與歷史暴雨內澇情景中顯示的道路淹沒狀況基本一致。

4 結論與展望

本文在對上海市內澇災害成因系統分析的基礎上，針對歷史災情，初步探討了暴雨內澇的發生規律，并通過兩次典型內澇證實，市政排水設施建設滯后于城市發展，是上海頻繁發生暴雨內澇的主要原因，降雨強度越大，排水因素所占的比例越大。并重點介紹了情景模擬法，并對國內暴雨內澇情景模擬的進展進行了回顧，最終利用上海市防汛信息中心已開發的暴雨內澇仿真模型，設置情景并對兩種情景下的暴雨內澇進行了模擬。在以上情景模擬的基礎上，考慮內澇對道路產生的實際影響，根據水深劃分危險級別，并對上海中心城區整體內澇狀況進行了初步分析。最終構造區域道路的危險性評價模型，對中心城區各行政區進行實證研究，結果顯示徐匯區道路的暴雨內澇危險性最高。

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The Hazard Assessment of Roads Waterlogging Disasters in Shanghai Based on Scenario Simulation

SHI Yong

（Department of Tourism and Management， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001，China）