气候变化概况及成因

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气候变化概况及成因范文第1篇

关键词 气候变化；洪水灾害；冰川；径流；新疆

中图分类号 P426 文献标识码 A 文章编号 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、半干旱地区，由于降水稀少，蒸发强烈，水资源成为新疆可持续发展最关键的基础性自然资源。近年来，全球气候变化已经对众多水资源系统的水文循环产生重大影响[1]，尤其是新疆地区高山冰雪流域的水文循环变化对此反映敏感[2-3]。1961―2010年，新疆区域呈现出明显的“暖湿化”特征，气温上升、降水增加；1961年以来区域极端天气气候事件发生频率变化显著，暖事件增加、冷事件减少，极端降水（雪）事件增加[4-5]。水资源在时空上的重新分布及数量上的改变会因气候变化而变化，进而影响生态环境和社会经济的发展[6]。因此，研究气候变化背景下对新疆的水资源变化及其洪水研究对新疆典型流域的治理及供水安全防范是必须的和迫切的[7-9]。该文主要总结前人工作成果的基础上，采用文献评估分析了气候变化对新疆区域水资源及洪水、冰雪灾害的影响，提出适应气候变化和可持续发展的对策建议。

1 新疆水资源概况

1.1 空中水资源

空中水汽是水资源的一个重要组成部分，是新疆各类水资源的根本补给源，新疆地区净水汽收入量为467 t（水汽流入26 100亿t，流出25 600亿t）[10]。

1.2 地表径流

新疆大小河流共有570条，年径流量为794亿m3，绝大部分为内陆河流，河流多，流程短，水量少。地表径流主要集中在夏季（6―8月），占全年水量的50%～70%，是新疆水资源利用的主要来源。

1.3 冰雪水资源

冰川和积雪在新疆的水资源构成占有重要地位[11]。新疆共发育冰川18 311条，面积24 721.93 km2，冰储量2 623.471 1 km3，折合成水储量（即冰川固态水资源量）为23 611.2亿m3，约占全国冰川总储量的46.8%，位居第一[11-12]。冬春积雪资源是新疆重要水源之一，作为中国季节积雪储量最丰富的省区之一，年平均积雪储量为181亿m3，占全国的1/3[13]。

2 气候变化对新疆洪水、冰雪灾害的影响

2.1 新疆洪水发生频次增高，灾害损失增加

20世纪50年代以来，尤其是1987年以来，新疆洪水灾害发生的频次逐渐增高，灾害造成的损失逐渐加重。对新疆地区29条河流进行洪水频次分析，结果表明：1987年以后，新疆地区洪水频次及洪水量级均呈增加的变化趋势，20世纪90年代以来，突发性洪水及灾害性暴雨洪水同样呈增加的趋势，1950―1986年洪水造成的灾害损失仅为1987―2000年的1/30[14]。基于1956―2006年的实测洪峰等资料分析表明[15]，20世纪80年代中期以来新疆超标准洪峰、洪量的频次增加，大多数河流洪水峰、量都呈增大变化趋势。对新疆河流水文监测资料分析表明，20世纪90年代以来新疆河流洪水频繁发生，且呈现出峰高量大，其原因有以下几个方面：一是夏季气温升高；二是夏季降水量增多，使1987年后发生超定量、超标准频次的洪水明显增加，尤其是以暴雨成因为主的河流发生超标准洪水频次最高，其次是高温和暴雨叠加形成的洪水发生频次[16]。

2.2 新疆极端洪水呈区域性加重趋势，以南疆区域最为显著

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水，分析了新疆区域洪水变化规律，用年最大洪峰记录分析了全疆天山主要河流极端洪水变化特征[17]，结果表明：受气候变暖影响，1957―2006年，全疆极端洪水呈区域性加重趋势，尤其南疆区域极端洪水明显加剧，北疆区域也有加重趋势，但相对较缓。全疆及北疆、南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段。近50年，在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下，发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势，发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加，但是变化趋势较缓。以年最大洪峰流量发生转折年为界，托什干河、库玛拉克河、玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代（或80年代）以来与前期相比，呈现出相似的变化特征：年最大洪峰流量明显增大，年际间变化更加剧烈，洪水年更频繁。近50年来，天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水时间增多有密切关系。

2.3 近期新疆冰雪灾害发生的频率和影响程度呈加大趋势

新疆冰雪灾害发生的频率和影响程度因为气候变暖导致的冰川退缩加剧而呈加大趋势[18-20]。在新疆地区，冰雪灾害主要表现为冰雪洪水。在阿勒泰地区，融雪洪水发生的时间提前，洪峰流量增大，破坏性增大，这同样是由气温升高及冬春季积雪的增加导致的[8，21]。在阿克苏河流域冰湖溃决的洪峰流量也在增加[9]，主要支流库玛拉克河流域最大径流量的变化趋势是上升的，最大径流变化的倾向率为3.98 m3/s・a，主要是气候变暖导致冰川消融强烈和冰湖溃决所致[22]。在塔里木盆地冰川分布流域，气候变化对河流流量有巨大影响，1 ℃的气温变化可引起127 mm的流量变化[23]。随着气温升高，流域冰川、泥石流阻塞、滑坡阻塞洪水成灾的频次也有明显的增加，如冰川和泥石流阻塞洪水频次分别由20世纪80年代的平均0.5、0.7次提高到了1.0、0.9次，这是因为气温升高，消融水增多使冰渍湖突发洪水的发生几率增大[19，24]。以冰雪融水和降雨补给为主的乌鲁木齐河从1993年开始进入大洪水多发期，且洪水出现频次增加，洪峰集中出现[19]。1980年以来，冰川、泥石流阻塞、滑坡阻塞洪水成灾的频次也有明显的增加，这是因为气温升高，消融水增多使冰渍湖突发洪水的发生几率增大[21]。

2.4 进入21世纪新疆北部隆冬季节出现融雪型洪水

新疆北部是我国冬季积雪最为丰富的三大区域之一，稳定积雪持续时间长，冬末春初雪盖消退迅速，遇气温快速上升往往引发融雪型洪水[25-26]。2008年1月，受冬季出现的极端暖事件影响，准噶尔盆地的积雪大面积融化，融化期提前，改变了北疆积雪时空的分布[26]。2010年1月，裕民县降雪量达到了95 mm，较历年同期偏多5.8倍，突破1月历年极值。1月1―7日和15日裕民达到极端暖事件标准，而11日和19日又达到极端冷事件标准（图1）。2010年1月上旬前期的异常升温，导致积雪快速融化，引发融雪型洪水，十分罕见[27]。全球变暖背景下区域极端天气气候事件频发，极端天气气候事件的影响程度增强，气候变暖对新疆的影响在加剧。

气候变化概况及成因范文第2篇

关键词磨谷风;变化成因;山西昔阳

中图分类号p425文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)22-0316-01

磨谷风是指在秋季谷黍成熟时期将谷黍籽粒吹磨掉的风,是秋收关键期的一种灾害性天气。风力较强的磨谷风对大秋作物危害极大[1]。磨谷风是由于北方较强冷空气入侵所造成的,风向多为西北风,风力一般在5级以上,瞬时极大风速达7～8级。平均12 h,最长可达48～72 h,最短5 h左右。

1磨谷风概况

根据山西省秋季大风日数分布的有关规定:若秋季大风≥10 d为多大风区;5～9 d为次大风区;2～4 d为一般大风区;≤1 d为基本无大风区。据统计,10月上旬昔阳县出现5次磨谷风;中、下旬磨谷风均为17次,昔阳县各旬磨谷风分布特征为中下旬较强、上旬较弱。据统计,1958—2008年间10月最大风出现在1995年,其最大风速为21.0 m/s;2009年10月最大风速达23.9 m/s,突破历史极值。2009年10月16、18日,昔阳全县遭受强磨谷风袭击,从10月16日9:32—16:19出现≥17.0 m/s的大风7次,最大风速为19.6 m/s;10月18日11:49—15:14出现≥17.0 m/s的大风9次,最大风速为23.9 m/s。这次强磨谷风对正在收割的谷黍来回吹磨,使作物出现折断或被强风刮倒状况,全县逾2万hm2大秋作物都受到明显的风灾[2-4]。

2磨谷风变化成因分析

10月各旬磨谷风差异主要与大气环境特征有关,秋季是夏季与冬季的交替季节,地面风场开始向冬季型转换。昔阳县磨谷风主要是由秋季后期的强冷空气活动和寒潮暴发形成,加之秋季近地面空气增热而产生乱流扰动,使上层空气的动量下传至地面,引起地面风速明显加大。从1958—2008年昔阳县10月各旬磨谷风发生时间可知,9:30—17:12均有出现大风的可能,而夜间和早上却未出现过。因此,大风日变化特征很明显,这可能与山区气候特点有关。

2.1大尺度环流形势

2.1.1欧洲中心数值预报图。分析欧洲中心数值预报图可知,从鄂木斯克北部经新西伯利亚、萨彦岭、伊尔库次克、贝加尔湖到河套一带为宽广深厚的冷低槽。同时,在吉林的东海岸有1个544闭合低中心,槽线经低中心延升到下游,且温度槽落后于高度槽,此涡对加强河套一带的低槽有明显的阻挡作用。在河套北部的温都尔庙至包头有1个1029闭合高中心,在沈阳附近有1个996闭合低中心。山西省处于低后高前,为明显的风向不连续区,昔阳县正处于2个不同性质的天气系统之间,这是该县刮大风的重要天气条件。

2.1.2700 hpa形势。从2009年10月17日20:00 700 hpa图分析,萨彦岭东北方向一带有一低槽,在赤塔经乌兰巴托又有一槽;延安附近至平凉到华家岭还有一低槽,上述3条槽线形成明显的阶梯槽形。昔阳县气象站磨谷风正是受此阶梯槽的影响。另外,在赤塔东北部—乌兰浩特北部、吉林东部沿海—日本大阪西南部分别有一竖槽,该竖槽的存在对造成磨谷风的天气系统有一定的阻挡作用。

2.1.3850 hpa形势。从2009年10月17日20:00 850 hpa图上分析,萨彦岭东北方向一带赤塔附近,百灵庙—呼和浩特—五台山—太原一线有3条槽线,形成明显的阶梯槽,冷空气源源不断地由西北向东南补充。且高度槽与温度槽形成了近于90°的交角,气压梯度差很大。另外,在北纬56°、东经132°附近有一闭合低涡,低涡槽线与吉林东部沿海低涡槽线相连接,其对影响山西的阶梯槽起阻挡作用。

2.2单站要素预报图

2.2.1曲线变化图。从综合时间曲线图上分析,大风前72 h气压由92.30 kpa连续下降降至90.84 kpa,气温从16.0 ℃急升到22.3 ℃,速降1 d达到15.0 ℃。同时日最高气温3 d内一直攀升,从11.0 ℃升到21.5 ℃。湿度曲线一直在平线下摆动。这种高温、低湿、气压连降的变化特征,在配合气压同时于温、湿2线打击,当出现这种形式时,未来24～48 h昔阳县将会有大风天气出现。

2.2.2曲线变化。在正常天气情况下,气温的变化是夜间降低、白天升高,而10月16、18日刮大风时的气温变化正好和10月17日相反。这种反常的现象导致10月16、18日的大风产生。

3小结

(1)这次磨谷风过程是在有利的大尺度环形势下形成的,阶梯槽是这次大风的重要天气特征。红外卫星云图、雷达拼图对磨谷风的跟踪预报起着重要的作用。

(2)单位要素曲线的反常变化,预示昔阳县将有明显的天气系统入侵,预报员应高度重视。10月是农业收获的关键期,也是磨谷风出现的多频次时段。该时期的预报服务要把握关键,防止异常变化。 整理

4参考文献

[1] 秦大河.气候变化:区域应对与防灾减灾[m].北京:科学出版社,2009.

[2] 李劲,顾松山.2009年6月5日安徽致灾大风天气过程分析[j].安徽农业科学,2010(14):7443-7445,7457.

气候变化概况及成因范文第3篇

1考察地区概况

考察区位于罗布洼地之东，敦煌雅丹国家地质公园之西的阿奇克谷地及库姆塔格沙漠中段北部，即91°～93°E，三垄沙以西，东西长约150km，本区的地貌特征见．在地质构造上，本区属于北山与阿尔金山之间新生代的凹陷带，是中更新世以前古罗布泊的湖湾所在地．有3组新旧断裂体系控制了本区地质地貌发育历史：

（1）东西走向的天山断裂带，造成今日之阿奇克地堑谷地，北岸的古湖相和洪积沙砾石被切割的台地和北山剥蚀丘陵残山准平原及阿尔金山前的洪积倾斜戈壁沙漠带的残余山地丘陵．

（2）南北走向的断裂带，造成今日之三垄沙丘链、奋斗井、八一泉和罗布泊洼地东侧之南北向谷地和断层崖．

（3）东北西南走向的阿尔金山断裂带，包括阿尔金山的东北西南走向的山岭和山间盆地．以及库姆塔格沙漠北部东北西南走向平行排列的羽毛状沟谷和梁状台地，其上覆盖着多种风成沙丘包括平沙地上的中小型羽毛状沙丘、新月形沙丘链、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．其下覆地层为早更新世的湖相粘土岩层和中更新世的洪积沙砾石和各式各样风棱石．因为阿奇克地堑谷北为低山，柴达木盆地北是高大祁连山，阿尔金山向东北滑动，这个力量可不小，柴达木古湖相地层褶皱成雁形背斜群，罗布泊古湖相地层出现羽毛状大断裂．

2库姆塔克沙漠羽毛状断裂形成的构造因素

2．1地质力学中的羽毛状裂隙系统多字型构造的主要特点，是由走向大致互相平行的挤压带包括褶皱、压型兼扭型的断裂和那些挤压带大致成直角的互相平行的张性兼扭性的断裂组成的．在特殊情况下，上述互相平行的挤压带或张裂带成雁行排列．

2．2冰川运动基理中的边缘羽毛状裂隙系统，成为羽毛状裂隙系统羽状裂隙群，主要分布于冰流与冰流．冰流与基岩接触面附近．由张裂隙组成，裂隙的排列方向与接触面的产状有关，从冰川的运动速度及冰流与基岩（视为静止的）相对运动速度来看，错动方向剑头指向接触面（即错动面）和它相交的羽状裂隙的锐角方向．

3八一泉雅丹地层与“八一泉运动”

俞祁浩等根据测深曲线和沉积物判读，其结果证明库姆塔格沙漠沙层下伏岩层是湖相层，验证了夏训诚等的上层是中更新世的洪积沙砾层，其下覆为早更新世湖相层．阿奇克断陷谷地中八一泉雅丹地貌成东北西南展布，与库姆塔格沙漠北部大羽毛状裂带相一致，八一泉位于罗布泊东阿奇克断陷谷地中段北沿湖积洪积台地沟口外，我们在八一泉雅丹地层）采了ESR测年标本，在青岛中国地质部海洋地质研究所ESR测年实验室帮助下对测年数据进行分析．八一泉被褶皱的地层的年代（227kaBP）比其上覆地层年代新，了前人误把层中有褶皱就订成上新世，实际上变动层的形成年代比上面早更新湖相还要新，棕色砂岩样品形成年代为ESR1009．4kaBP，而中上部的泥岩的ESR测年为735．7kaBP．从此，我们得出中更新世晚期（227kaBP），本区发生了地壳运动，证明阿尔金山出现向北东移动的地质大事件．这件事证明：北坡古罗布泊海湾之北无大山，柴达木盆地北面是高大祁连山，像李四光在《地质力学概论》中多字型构造的羽毛状断裂是走向大致相互平行的挤压带包括褶皱和断裂，又像冰川运动形成的两侧的羽毛状平行裂缝一样．罗布泊古海湾南侧既上升，又往东移．中更新世晚期河流深切，青藏高原隆起最强烈，环境变化很大．目前，李吉均在临夏发现共和运动，即150kaBP，黄河切开龙羊峡，共和古湖消失，这是对青藏高原隆升研究的重大发现．最近，崔之久问郑本兴，倒数第二次冰期与青藏高原隆升的关系如何，有何证据？经过郑本兴的分析，认为现在可以正式宣布：这次运动的证据是八一泉雅丹地层的褶皱层，形成年代为227kaBP（ESR），称之为“八一泉运动”．我们认为这是恰当的．八一泉运动，使青藏高原大喜马拉雅山以北地区，气候由湿冷变为干冷，限制了冰川的发育，而对藏东南的冰川发育极为有利西北地区气候更干，罗布泊湖湾大退缩，三垄沙之东上升，疏勒河与罗布泊水系分离．笔者建议称这次运动为“八一泉运动”，发生在200～300kaBP，地貌与气候因素的耦合关系，引起倒数第二次冰期，即天山冰期、下望峰冰期、古乡冰期、丽江冰期、庐山冰缘期的来临；由最大暖湿间冰期变为干冷的倒数的第二次冰期．在青藏高原多数山系由聂聂雄拉冰期、昆仑冰期以及其后的中梁赣冰期的巨型山麓冰川变成为山谷冰川．

4“八一泉运动”在青藏高原隆升中的地位和作用

晚新生代地球表面发生了3件大事：

（1）南极大陆形成；

（2）北冰洋的形成封闭和半封闭状态；

（3）青藏高原的隆升

三者给地球的自然环境影响极大．南极和冰盖的形成，标志着地球进入晚新生代冰期的开始，青藏高原的隆升与北冰洋的相互作用，对欧亚大陆甚至非洲的气候都产生了极大的影响，如西伯利亚寒潮的形成和加强，以及太平洋东南季风、印度洋西南季风和高原季风的形成与演化．据研究，青藏高原隆升既有整体性、阶段性、地区差异性，又有上升幅度不同和由南向北波动性传动的特点，情况极为复杂．不同学者的依据和看法都不一致，但综合分析文献［8］和［12］等，可归纳为青藏运动的序幕（7～8MaBP）、青藏运动的A幕（3．6MaBP）、青藏运动的B幕（2．6MaBP）、青藏运动的C幕（1．7MaBP）．1700kaBP青藏运动的C幕，使青藏高原由大湖群为主变为以羌塘高原为中心，形成东西向大河与湖群共存时代．1100～600kaBP昆黄运动使青藏高原开始进入冰冻圈，喜马拉雅山高峰区出现了希夏邦马冰期的小型山麓冰川和冰帽，800kaBP整个高原的高山进入冰冻圈，发育巨大的山麓冰川．而发生于300～200kaBP之间的八一泉运动（227kaBP），却改变了大喜马拉雅山以北的广大地区的自然环境，冰川的性质、类型和气候环境都发生了巨大的变化．而最近150kaBP的共和运动使高原边缘山地包括中国东部贺兰山、太白山、长白山天池和台湾中央山脉高峰区开始发育山岳冰川，这是晚更新世高原隆升与西伯利亚寒潮更加强盛造成的，从而结束了中国东南冬季无严寒的历史．因此“八一泉运动”弥补了青藏高原隆升过程中的尚未提到的重要地质构造事件和重要隆升阶段．

5重建高原隆升气候变化与中国冰期间冰期及东部冰缘期的序列

这次“八一泉运动”，对柴达木盆地的影响最为复杂，既对老的背斜再次产生推剪破裂，又产生新的背斜．据有关文献，可将青藏高原隆升、气候变化与冰期的对应关系．并初步与中国东部的冰缘期进行对比．

（1）早更新世晚期至中更新世初期的昆黄运动（1．10～0．60MaBP），引发早更新世晚期的希夏邦马冰期（1．10～0．80MaBP，MIS20～36）和狮子山冰缘期．

（2）早间冰期（800～780kaBP，MIS19），最初1976年称帕里间冰期［14］，但有学者推测帕里湖相地层属上新世，但至今未提出确切的上新世喜暖孢子花粉证据和确切的上新世绝对测年资料．

（3）青藏高原中更新世最大冰期，也就是中更新世的早期聂聂雄拉冰期，即昆仑冰期（780～560kaBP，MIS18～16）以及晚期（中梁赣冰期（480～420kaBP，MIS12）；青藏高原和相邻高大山系全部进入冰冻圈．

（4）最大和较湿热的间冰期（560～300kaBP），在黄土高原出现M1S15～13古土壤S5（红三条）；青藏高原最暖期MIS13的古土壤S4；红土发育，前期冰川沉积物强烈风化，形成红褐色冰碛层．

（5）八一泉运动（300～227～200kaBP），引发了倒数第二次冰期（300～150kaBP）．中国西部发生了同期的天山冰期、下望峰冰期、古乡冰期、丽江冰期等，相对应中国东部所谓的庐山冰期实际上可称之为庐山冰缘期．八一泉运动，高原上升，使最大和较湿热间冰期变为干冷的倒数的第二次冰期，青藏高原多数山系由聂聂雄拉冰期，即昆仑冰期及中梁赣冰期的巨型山麓冰川变成为山谷冰川

（6）共和运动（150kaBP）．由于共和运动，促使末次间冰期（130～75kaBP，MIS5）快速结束．

气候变化概况及成因范文第4篇

关键词：公路；路面；抗滑表层；施工技术

中图分类号：U416 文献标识码：A

0.前言

公路多采用沥青混凝土路面，而沥青混凝土路面表层往往会直接承受着来自于气候变化和交通荷载变化的双重作用，其|量的好坏会对公路通车之后的营运效果和路用性能造成较大的影响，所以，公路路面抗滑表层不仅要具有普通公路所要求的抗水损害、抗裂、抗车辙、抗高温的能力，还要有较佳的抗滑功能。但工程施工过程中，某些特性往往又是互相矛盾、互相冲突的，例如，基于抗老化、防水的性能要求来看，沥青混凝土的密实孔隙率应该要尽量小，而基于抗车辙、抗滑的性能要求来看，沥青混凝土的密实孔隙率应该要尽量大，且骨料级配优良、有较多的粗骨料。由此可见，在公路路面抗滑表层施工过程中，务必要加强施工控制，并且优化配合比设计，以确保施工能够满足要求。本文就公路路面抗滑表层施工技术进行探讨。

1.工程概况

某公路为全立交、全封闭、双向四车道的高等级公路，路基总宽28m，主线路面结构为：AC-20I沥青硷（厚度为6cm），水泥稳定碎石下基层（厚度为17cm），水泥稳定风化料底基层（厚度为16cm），AC-25I沥青硷（厚度为8cm），水泥稳定碎石上基层（厚度为17cm），AK-13A改性沥青硷抗滑表层（厚度为4cm）。该工程项目于2013年6月1日开工，完工时间为2014年8月15日。该工程项目原来计划采用普通沥青来作为路面面层，结构面层：上面层+中面层+下面层，上面层为AK-16A型抗滑表层（厚度为4cm），中面层为AC-20I型中粒式沥青（厚度为6cm），下面层为AC-25粗粒式沥青（厚度为6cm）。由于该公路所跨越区域均为多雨气候地区，所以，务必要做好公路路面抗滑工作。针对这种情况，该工程项目决定在路面上面层采用SBS改性沥青。

2.施工技术

2.1 料场管理

料场地面应该要经过相应的硬化处理，并且让其形成一定的坡度，以便能够更好地排水。若集料的规格存在着差异，那么在处理时要遵循分开的方式，并做好隔墙设置工作。为了能够降低出现集料离析的现象，堆料时可采用装载机。而取料时，则要遵循向阳方向取料的方式。

由于该工程项目的现场料场没有采用料仓存储，而采用露天堆放的方式；因此，务必要准备好足够的塑料蓬布，防止由于降雨而淋湿集料，进而影响到集料的含水量。否则的话，很有可能会导致集料出现结团硬化现象，甚至会堵塞下料口。值得注意的是在配置集料时务必要对集料配比予以严格控制，见表1。

2.2 摊铺准备

（1）清理作业面

首先，要为上面层的施工作业准备好长度为1.5km～2km的作业面。然后，彻底清扫表面杂物，若表面污染较为严重，那么清理处理时可用铁刷子，而后再利用鼓风机来吹除粉尘。值得注意的是，清理作业面时，切忌单独用水冲刷，这样较易导致混凝土下部孔隙中混入清水，导致路面污染。此外，还要注重施工环境的安全防护，施工环境的安全对于施工的安全防护影响较大，因此，施工企业务必要严格管理施工现场，合理、科学地布置，并且努力提升施工现场的防火水平。与此同时，基于工程项目的施工需求来科学划分现场施工区域的作业区、材料堆放区、生活区、办公区等，各个区域保持相应的安全距离。此外，在现场施工区域的危险场所，可设立警示牌提醒施工人员不要靠近。

（2）测量放线

测量放线工作在清理作业面之后就要开始进行，并且要准备好数量足够的摊铺机设备。

2.3 拌合

加强拌合过程中的施工管理工作，有利于确保混合料达到均匀、一致的特征。由于SBS改性沥青的粘度较大，对施工温度的要求也较高。若施工温度不高，较易导致混合料出现摊铺均匀、不平整等问题。针对这种情况，矿料温度要加热到200℃以上，SBS改性沥青温度要加热到180℃以上。但值得注意的是，若混合料温度过高，那么交易导致沥青老化，反而适得其反。

2.4 运输

要注意做好运输车辆接料口高度和车厢高度的控制工作，以此来防止运输时材料离析。待完成装载后，也需要注意车辆所装载的材料保持好一定的形状，若出现过度坍落的问题，那么说明在级配及含量方面，混合料、沥青都有问题，务必要注意检查。

2.5 摊铺

（1）务必要注意保证摊铺车辆匀速、缓慢、连续地进行摊铺作业，务必不能出现忽快忽慢的情况，以免影响到路面的平整度。

（2）由于SBS改性沥青的粘度较大，因此，螺旋送料器要始终处于转动状态，以确保在全宽断面上不出现离析现象。

（3）在运料车与摊铺机进行对接的过程中，两个车辆要注意同向行驶，运料车挂前进挡；而卸料时，运料车可挂空档以推动摊铺机保持前进运动状态。

2.6 碾压

碾压是公路沥青路面施工中的最后一道工序，但这道工序极为重要，会直接影响到路面面层质量。可以从以下5个方面来加强控制：（1）碾压方式若为高频、低幅，那么既不会压碎骨料，又可让路面的平整度得以提高。（2）若出现材料推移的现象，那么务必要待温度降低后，再继续施工；若碾压过程中存在着横向细缝，那么务必要采取相应措施来纠正。（3）压实的有效性极为重要，因此，要注意合理控制碾压速度，若碾压速度过快，那么较易出现路面热裂缝。（4）碾压初期较易出现混合料粘轮的情况，可喷洒少量水；待碾压一段时间之后，再逐渐减少洒水量。（5）过度碾压的情况务必要杜绝出现，否则的话，较易出现堵塞管道、泛油体积构造深度减少的情况。

结语

该公路工程项目由于采用了较佳的路面抗滑表层施工技术，取得了较好的经济价值和社会效益。第一，施工技术过关，避免出现缺陷处理和返工现象，确保了施工进度，提前完成施工内容，获30万元奖金。第二，节约50万元的机械费、工费。

参考文献

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气候变化概况及成因范文第5篇

关键词：上海市；道路；暴雨内涝；危险性；情景模拟；GIS

中图分类号：X43 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1004-9479.2013.04.017

上海北滨长江，东临东海，南依杭州湾，是长江流域出海的门户，太湖流域的尾闾。特殊的地理位置和低洼的平原地形使得水灾成为该市的心腹之患。上海的水灾主要包括黄浦江受上游太湖流域洪水下泄过境形成的洪灾、本地暴雨内涝形成的涝灾、沿海沿江地区受风暴潮袭击而形成的潮灾，有些年份甚至发生“三碰头”的严重灾害，给这座人口密集、经济发达的国际大都市造成重大经济损失，制约了社会健康稳定发展。近年来，随着海平面上升、全球气候变暖的加剧，极端暴雨出现的几率越来越大，由此而导致内涝灾害加剧，相关报道较多但深入研究较少，不足以为科学防灾减灾提供指导，本文以上海中心城区为例，利用历史内涝灾情及情景模拟方法，探讨道路内涝灾害的时空发展规律，对灾害管理提供借鉴。

1 上海暴雨内涝历史灾情概况

城市内涝是由于强降雨或连续性降雨超出城市排水能力、积水不能及时排除而造成的灾害。城市是暴雨内涝灾害最显著的区域，上海市区暴雨积水几乎年年发生，仅积水深度、遭淹地区和范围不同而已，凡日雨量大于50mm或过程降水量大于100mm暴雨，都会给全市造成浸害[1]。上海市区，特别是中心城区（长宁、普陀、闸北、虹口、杨浦、黄浦、卢湾、静安、徐汇），暴雨内涝造成的主要影响是马路积水和居民家庭进水。据统计，1980-1993年的14年中，因内涝引起的平均年积水路段251条，年均住宅进水户数5.27万户。从2000年以来上海中心城区遭受的较为严重的暴雨内涝灾情统计来看，市区暴雨积水马路数与住宅进水户数有一定的正比关系，即马路积水路段越多，进水户数越多；降雨量与积水路段、进水户数也存在一定的正比关系，小时（日）降雨量越多，积水路段与进水户数越多[1]。据划定，年住宅进水户数十万户以上或年积水路段500条段以上的为特大灾年；年住宅进水户数在5-10万户，或年积水路段250-500条段以上的为大灾年；年住宅进水户数2-5万户或年积水路段150-250条段的为中灾年；年住宅进水户数2万户以下或年积水路段在150条段以下的为小灾年。照此等级标准，根据45年的上海市区积水资料整理分析，上海发生暴雨积水的中灾，平均每三年出现一次。作为区域社会、经济、文化的中心，频繁发生的暴雨内涝造成社会、经济和环境系统遭受巨大影响，严重威胁到人类的生存安全[2]。

2 上海暴雨内涝成因分析及典型情景

2.1 典型内涝情景

台风是造成上海暴雨和风暴潮的主要原因，同时也会引起内河水位骤涨，加大洪涝发生的可能性。“麦莎”是本世纪对上海影响最大的台风，全市普降大暴雨，中心市区的普陀、徐汇、长宁、虹口降雨量都超过了200mm，黄浦江最位全线超过警戒线，市区内河最高水位普遍超过历史记录并逼近防汛墙设计水位，经采取停泵的应急措施才保水位不再上涨。据统计，上海市在“麦莎”侵袭中，全市受灾人口94.6万人，直接经济损失13.58亿元，市区200余条马路积水（图1），5万余户居民家中进水。

冷暖空气碰撞导致的强雷暴雨也是上海内涝的重要原因，由于上海市区“热岛”效应明显，气温相对比市郊高出2-3℃，地面热量致使雷雨云团易加强发展，增大雨势。市区密集的高层建筑，也使气流运动的摩擦力加大，雷雨云团移动减缓，在市区滞留时间较长，降雨也更多。2008年8月25日上海入汛之后最大的一场暴雨，强度超百年一遇。这场降雨来势凶猛，徐家汇气象观测站117mm/h的降雨量是130多年以来的最高纪录，卢湾、长宁、普陀、黄浦、浦东、闵行、崇明等地的累积雨量均超过100mm的大暴雨标准，降雨强度大大超过上海城市的排水能力。据统计，上海中心城区近100条马路积水（图2），近万户居民家中进水。受暴雨影响，徐家汇等地一度交通严重拥堵，全市共发生各类交通事故3165起，车辆抛锚694起。

从两次灾害情景看，由于暴雨时空分布特征差异，积水路段的位置及数量有很大不同，积水路段的长度及积水深度也有很大区别，但中山西路、乌鲁木齐路等一些路段历次积水，黄浦、静安等地积水路段较密集，这与老城区排水系统的不完善有很大关系。根据积水成因统计分析可得，“麦莎”187条积水路段，其中72条与排水设施未建、在建或者老化、标准较低有关，约占40%；2008年8月25日的短时雨有95条积水路段，其中56条发生积水和排水设施关系紧密，占60%。依此看出，市政排水设施建设滞后于城市发展，是上海暴雨产生内涝的主要原因，降雨强度越大，暴雨内涝中排水因素所占的比例越大。

2.2 成因分析

上海暴雨内涝的原因包括：①自然地理条件：上海地处亚热带季风区、海陆交汇的沿海地带，受冷暖空气交替影响，汛期降水集中，暴雨、台风、风暴潮等灾害频繁发生。上海地势低平易积水，赶潮河网密集，若内涝发生时赶上位，则排水历时加长，灾情加剧。②城市化：著名城市水文专家L.B.Leopold指出“所有土地利用的变化都会影响一个地区的水文状况，其中城市化的影响最为强烈”。城市化改变了地表形态，减少雨水渗透，降低了土壤的调蓄功能，而“热岛效应”和“雨岛效应”又造成市区降水频率增大，雨时延长。城市化导致河流大量消失，失去了对瞬时暴雨的排泄作用，原有排水系统的排涝标准无法满足城市化的飞速发展而使雨水积漫，排涝历时加长。③海平面上升和地面下沉：两者共同作用，降低市区地面标高，抬高内河水位，增加排水的难度，地面下沉形成的洼地也增大了内涝发生的可能性。

3 情景模拟下的上海中心城区道路暴雨内涝危险性评价

3.1 危险性评价方法

灾害的危险性评估方法有三类：一是以历史灾害分析为主的评估法，二是综合致灾因子和孕灾环境的多指标评估法，三是结合灾害情景模拟的评估法。情景模拟法以一定历史灾害数据为基础，假定灾害事件的多个关键影响因素有可能发生的前提下基于成因机制构造出未来的灾害情景模型，从而用来评估灾害的不同致灾可能性和相伴生的灾害可能活动强度[3]。在国外，情景模拟方法评估灾害已相当成熟[4，5]，国内的情景分析方法主要应用于流域或城市水资源配置[6-7]、水污染控制[8-9]及区域气温、降水等气候变化的模拟等方面[10-11]，灾害方面，主要用于流域不同洪水情景决溢风险评价的研究[12-14]。

根据灾害系统的理论[15]，危险性是灾情和风险评估的第一步，衡量致灾因子的致险程度。相比于其他方法，情景模拟以其扎实的机理和较高的精度受到越来越多的关注。国内基于情景模拟下的暴雨内涝研究有两类，一是以赵思健、王林[16，17]为代表，构建城市的地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型，建立城市内涝灾害分析的简化模型，并利用 GIS空间分析划分计算粗单元，结合数学算法计算出每个粗单元内的积水深度，最后对粗单元进行平滑合并后最终生成城市内涝积水深度分布图。另一类，以李娜、解以扬[18，19]为代表，采用数值模拟的方法解算二维非恒定流方程，对天津、武汉、西安等城市进行了内涝灾害模拟及风险分析。上海市防汛信息中心与河海大学、中国水利水电科学研究院合作开发的上海市暴雨内涝仿真模型[20]，同样采用了数值模拟的方法解算二维非恒定流方程，针对上海特殊的平原河网城市特点，在内河和降雨边界条件等方面进行改进处理，建立了适应上海特性的暴雨内涝仿真模型，并通过对“麦莎”台风的模拟验证了模型的有效性。本文在该模型的基础上，利用情景模拟方法对上海市中心城区道路进行危险性评价。

3.2 上海中心城区暴雨情景设置与内涝模拟

根据上海市政部门采用的不同强度暴雨发生的频率（表2），假定中心城区的降水空间均匀分布，依照“麦莎”的降雨雨型（过程雨量时间分布），潮位设置为上海9711台风时的极端潮位，按照20年一遇、50年一遇的小时暴雨量标准设置两种情景，利用上海市暴雨内涝的仿真模型进行模拟，并利用GIS的空间分析工具，将模拟结果与中心城区主干道与次干道的数据层进行叠置，最终得到两种情景下的道路内涝水深分布，结果如图3、4所示。从中可以看到，一次暴雨对城市不同地方会造成不同程度的内涝灾害，不同情景对城市同一地方造成的内涝程度也会发生很大的变化。

3.3 危险性评价与结果分析

根据内涝对道路产生的实际影响，并参考已有划分标准[21]，根据水深将内涝划分为四个危险性等级：①I级：水深在5cm以下，基本无积涝；②II级：水深在5cm-20cm之间，轻度积涝，路面有积水，但对交通影响不大；③III级：路面积水在20cm-40cm之间，中度积涝，行人行走困难，交通受到明显影响；④IV级：路面积水在40cm以上，重度涝灾，车辆熄火、交通堵塞，道路两旁的商店和居民家庭也受到严重影响。利用GIS统计分析工具，求出每种内涝情景中不同危险性级别的路段长度，并求得该危险性级别路段长度占各危险性内涝路段总长度的比例，结果如表3所示。上海中心城区道路内涝积水以I级、II级为主，但20年一遇的暴雨就可以导致半数以上道路积水，这说明，排水系统无法满足社会经济发展的需求。

另外，我们尝试构造危险指数，对中心城区各行政区的道路内涝危险性进行评价。针对每种情景，利用GIS统计分析各行政区每种危险性级别的被淹道路长度，并求出该长度在整个中心城区该危险性级别所淹道路长度的比例。按照各种危险性级别对区域整体道路危险性的贡献不同，给I级-IV级的危险性级别分别赋予权重0.2、0.4、0.6、0.8，最终，该情景各区域的危险性指数即为该区不同危险级别的道路长度在整个中心城区该危险级别中所占比例的加权和，用公式表述该过程如下，特定情景下各区不同危险级别的道路长度占整个中心城区该危险级别道路长度的比例：

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

其中，fi（uj）代表各行政区每种危险级别的被淹道路长度，m代表危险性级别，n代表行政区域，Ci=■fi（uj）。Wi代表I级-IV级的危险级别权重，区域道路的内涝危险指数即为：

Hj=■gi（uj）*Wi

利用上述公式，求得两种情景下上海中心城区的道路危险指数如表4所示。

结果显示，20年一遇暴雨情景下，中心城区各行政区的道路内涝危险性排序为：徐汇>虹口>普陀>闸北>长宁>杨浦>黄浦>静安>卢湾；50年一遇暴雨情景下，该排序为：徐汇>闸北>虹口>普陀>长宁>杨浦>黄浦>静安>卢湾。两种情景呈现的中心城区各区域道路的暴雨内涝危险性排序基本一致，且基本呈现三大类（如图5）：①暴雨内涝形势严峻区域：徐汇区，这归因于徐汇区道路较高危险性级别（III级、IV级）的比例较大；②暴雨内涝形势较为严峻区域：虹口、普陀、闸北与长宁；③暴雨内涝危险性较低区域：杨浦、黄浦、静安和卢湾。总体呈现，中心城区的行政区道路的内涝危险性较大，这与历史暴雨内涝情景中显示的道路淹没状况基本一致。

4 结论与展望

本文在对上海市内涝灾害成因系统分析的基础上，针对历史灾情，初步探讨了暴雨内涝的发生规律，并通过两次典型内涝证实，市政排水设施建设滞后于城市发展，是上海频繁发生暴雨内涝的主要原因，降雨强度越大，排水因素所占的比例越大。并重点介绍了情景模拟法，并对国内暴雨内涝情景模拟的进展进行了回顾，最终利用上海市防汛信息中心已开发的暴雨内涝仿真模型，设置情景并对两种情景下的暴雨内涝进行了模拟。在以上情景模拟的基础上，考虑内涝对道路产生的实际影响，根据水深划分危险级别，并对上海中心城区整体内涝状况进行了初步分析。最终构造区域道路的危险性评价模型，对中心城区各行政区进行实证研究，结果显示徐汇区道路的暴雨内涝危险性最高。

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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）