① 防灾减灾安全过程中灾害信息的作用是什么谢谢
1.引言
近几年,我国城市化步伐不断加快,城市化水平大幅提高,城市化已成为我国经济社会发展的一个亮点。然而,随着城市数量的迅速增加、规模的急剧膨胀、人口的迅猛增长以及各种信息要素的快速积聚,城市公共安全方面的风险也急剧积累,一系列重大事故相继发生,在国外,如美国“911”恐怖袭击事件、日本地铁“沙林”事件、韩国“大邱”地铁纵火事件、俄罗斯劫持人质事件等;在国内,如2003年肆虐全国的“非典”事件,2004年北京的密云灯会踩踏事件、城市暴雨和暴雪导致的城市交通瘫痪事件,重庆“天原”化工厂有毒气体泄漏事件等。随着这些城市公共安全领域事故频频发生,城市公共安全成为人们提及频率颇高、极受关注的一个问题。当前,城市公共安全呈现出四大特点:时间上呈多频次,空间上呈多领域;非传统的公共安全隐患已成现代城市公共安全的重要威胁;单体的突发事件极易被放大为群体的社会危机;公共安全事件国际化程度加大。而与此相对应的是,我国各级政府对公共安全的管理相对落后,城市公共安全法律体系、管理体制、应急机制以及城市公共安全规划不健全,公共安全已经成为现代城市的重要威胁。因此,如何抓住这一机遇,利用现有成熟的科学技术解决城市公共安全管理中遇到的实际问题,促进城市公共安全管理的信息化和科学化,是城市公共安全工作急需解决的重要课题。
目前,我国已有一些城市运用空间信息技术,包括遥感技术(RS),地理信息系统技术(GIS)、全球定位系统技术(GPS)等用于辅助城市公共安全工作,取得了较好的效果。其中,遥感技术(RS)是当前空间信息获取和更新的一个非常重要的手段和工具,它克服了传统调查手段高投入、长周期、低效率的缺点,具有宏观、快速、动态、综合的优势。利用遥感技术的这些优势,结合地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS),并以计算机技术和通讯网络技术为主要技术支撑,采集、测量、分析、存储、管理、显示、传播和应用空间信息,可以应用于城市公共安全中的许多方面。
2 空间信息技术
2.1 遥感技术原理
地面目标辐射电磁波
传 输
遥感器记录
信息处理
图1 遥感原理
地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波,并且不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的发射特性及其对电磁波的反射特征,从而提取这些地物的信息,最终完成远距离识别物体的。可以说,遥感技术是一种建立在现代物理学、电子计算机技术、数学方法和地学规律的基础上的综合性探测技术。随着现代计算机技术、通讯技术、数字化技术和传感器技术等的进步,目前,遥感技术的水平已得到很大的提高,正朝着高精、多光谱、高时空分辨率的方向发展,遥感技术日益呈现出“三高”(即高光谱、高时间分辨率、高空间分辨率)、“三全”(即全天候、全天时、全球)、“3W”(即What、When、Where)、“三结合”(即大小卫星结合、航空与航天结合、技术与应用结合)等特点,这些都为遥感技术在全社会的广泛应用提供了很好的基础,尤其体现在人流、物流、信息流高度集中和膨胀的城市当中,遥感技术的发展更是日新月异,其应用的深度和广度都在飞速的拓展。
2.2 “3S”技术(RS、GIS、GPS)的集成
遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)有机地结合在一起来应用,叫做“3S”技术。遥感信息中有地理信息系统所需的空间信息和属性信息,故RS与GIS相结合是必然的。又由于遥感应用中,地面采样、导向、定位是以GPS作为有力工具的。因此,RS和GIS的发展,在导航和其它动态定位及数据采集系统的应用中,GPS扮演着重要的角色。所以,以地理信息系统(GIS)为核心的“3S”技术的集成,构成了对空间数据实时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。“3S”技术的整体结合,构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统,是适时采集、处理、更新空间信息,提供决策辅助信息的有力手段。
3 空间信息技术在城市公共安全和防灾减灾中的应用
通常,空间信息技术在城市公共安全尤其是防灾减灾中的应用,主要包括利用遥感技术、GIS技术、GPS技术、计算机网络技术、数据库技术等实现对城市灾害的灾前早期预警预报、防灾救灾预案制订,灾害发生过程中的灾害实时监测、灾害损失快速评估,减灾抗灾的应急指挥调度、辅助决策等领域。在这些过程中,空间信息技术都大有用武之地,只要能够科学组织和大规模应用,完全可以实现对灾害过程的实时监测,从而为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供可靠的依据。
3.1 空间信息技术在城市地震灾害监测、评估中的应用
地震是难以抗拒的自然灾害,给人类带来的损失极其严重。从地震区的分布来看,我国有60%国土、一半以上的大中城市位于地震烈度及6度以上的地区。大地震造成的强烈地面运动除直接使建筑物破坏之外,还诱发山崩、滑坡、泥石流、地基液化等地质灾害,地震引起的破坏还导致火灾、水灾、爆炸、毒气蔓延及瘟疫等次生灾害的发生。因此,城市的抗御震灾的能力非常重要。由于地震预报是世界性科学难题,所以城市抗震减灾、震时的紧急救援以及震灾的快速评估就成为目前减轻地震灾害的有效手段。利用遥感技术,可以快速、准确地获取数据,经过快速处理,不仅可以为城市抗震救灾的部署提供重要依据,也可为震时救援、震灾评估提供信息支持,提高抗震救灾的效率。
“九五”期间,我国建立了多个城市防震减灾系统。利用“3S”技术,中国地震局地质研究所研制了泉州、南安、漳州、厦门以及福州等城市的防震减灾信息管理与辅助决策系统,其他城市如上海、合肥、乌鲁木齐、自贡等城市,也建立了相应的城市防震减灾系统[1]。建立了城市防震减灾系统后,一旦发生地震,就可以立即在地震灾区进行航空或卫星遥感观测,对遥感信息进行处理可获得地震区地震破坏后的信息,由地震前后的综合信息可生成地震区地震前后的三维景观图,对比地震前后的三维景观图,还可以得到一些重点建筑物破坏情况的各种数据,这不仅对制定抗震救灾计划十分有用,而且能够科学指导人员抢救工作,指导电力网、给排水网、油气输送管网、通信网的恢复与重建工作,以及科学制定地震区恢复重建方案和发展规划[2]。
近年来,随着高空间分辨率卫星的成功发射, 如美国空间影像公司成功发射的IKONOS高分辨率卫星,其全色影像分辨率为1m,美国的QuickBird卫星,其空间分辨率高达0.61m,利用这些高分辨率遥感影像进行城市灾害评估被提上了日程。利用遥感图像处理软件可以从这些高分辨率遥感影像中自动提取地物的形状、位置和属性等信息,能够轻易分辨出城市防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁,从而节省大量的人力和财力[1]。因此高分辨率卫星影像在城市基础数据获取与更新、震灾的快速评估和地震应急决策中有广阔的应用前景,利用高分辨率卫星影像进行城市防震减灾系统数据库的建设和更新也必将是今后的发展方向。
3.2空间信息技术在城市洪涝灾害监测、评估中的应用
我国洪涝灾害的严重程度居世界各国之首,频繁的洪水灾害不仅造成巨大的经济损失,而且对社会稳定的发展产生严重影响。我国现有100多座大中城市处于洪水水位之下,其安全受到严重威胁。因此,必须对洪涝灾害趋势进行分析预测,对灾区洪水进行实时监测,对灾情做出实时、快速评估,科学地制定防洪和减灾的对策[3]。减轻洪水灾害必须考虑两个方面的因素:一是快速而准确地预报洪水事件; 二是对洪水事件造成灾害的地点、时间、范围和强度做快速评价。预报的快速、准确的关键是建立正确的洪水模型和迅速获取相关信息, 而灾害的评价则基于地球观测系统的完善。遥感技术的发展为洪水监测和灾害损失估算提供了有力、高效的手段。
遥感技术在洪水监测和灾害损失估算中的应用包括:一是建立数字高程模型(DEM ) , 这是洪水模型建立的基础;二是洪水演变的模拟演示,可以通过三维可视化技术和VR(虚拟现实)技术直观实时地模拟水灾的发展情况;三是灾后损失评估,应用卫星图片结合GIS矢量数据以及基础数据库可以对受灾面积和程度、损失情况进行评估[4]。
通常在大的城市洪水灾害发生期间,可以通过多平台、多传感器、多模态的遥感技术,比如利用气象卫星的高重复频率、雷达卫星不受云雨干扰、航空遥感应急反应的特点,通过光学遥感数据和雷达遥感数据的融合,实现对洪水灾害的不间断的监测。另外,遥感结合地理信息系统技术还可以实现对灾情的分析、评估、模拟、预测。
目前,我国在遥感用于洪水监测和灾害损失估算方面取得了一定的成果。通过国家“八五”“九五”科技攻关和“863”计划的共同支持,成功研制了“航空遥感实时传输系统”,该系统按照(飞)机-(卫)星-地(面)模式,选用具有全天候工作能力的机载合成孔径雷达,作为获取地面图像和信息的传感器,能够全天候监测洪水,实时传输图像,在地面灾情信息系统的支持下,具有快速灾情评估的功能[5]。此外,在国家自然科学基金项目“基于GIS的城市综合减灾评估决策系统”中,建立起了一个为水灾预警决策系统的子系统。
3.3空间信息技术在城市火灾监测、评估中的应用
90年代以来,随着国民经济和社会的发展,城市火灾的发生呈逐渐增长的态势。城市火灾给国家的经济和人民群众的生命财产安全造成的危害逐渐增大。城市火灾有别于其他灾害,它具有突发性、随机性等特点,一旦发生火灾或扑救不及时,就会给人民的生命财产带来巨大的损失。因此,搞好城市消防工作,始终是各级政府关注的焦点。
国外一些发达国家把GIS、GPS、RS和通讯系统很好地结合起来,建成现代化的防火救灾体系,在城市消防中发挥了很好的作用。
从遥感的角度讲,在城市火灾监测中,可以借助于IKONOS、QuickBird等的高空间分辨率特性,实现对城市火场的准确定位;也可以利用MODIS、LANDSAT-TM等的热红外波段,准确探测火源点,定量反演火灾场的温度、能量损失等参数,另外,也可以利用光谱分辨率达纳米级、波段数成百上千的高光谱遥感数据,实现对城市范围内各种规模火灾的精准监测。
从地理信息系统的应用角度讲,消防工作中的80%以上的业务都不同程度的与图形、位置有关,而消防设施的分布、消防人员的移动等大部分信息都具有地理属性,借助于GIS技术强大的空间数据管理和空间分析功能,可以将庞大的地理位置信息、社会人口信息、历史统计数据及其他相关数据存储在计算机中,建成完备的城市消防空间数据库、城市消防减灾管理信息系统、“119”自动化指挥调度系统等,必要时可以迅速检查到有关信息,把各种信息相互叠加、组合利用,科学调度,可有效地参与城市防火的各项业务工作,最大限度地减少火灾损失。
3.4空间信息技术在城市沙尘暴灾害监测、评估中的应用
在中国,利用遥感技术、GIS技术等空间信息技术,已经成功实现了对沙尘暴灾害的日常监测、预报,并建立了相应的物理或统计模型库。以1998年3月—2002年3月发生在北京以及华北地区的几场强沙尘暴为例,我国利用风云气象卫星、MODIS等的遥感影像数据,结合一定的理论分析模型,已经成功实现了对沙尘暴起沙源头、运移路径、影响范围、强度特征等的准确预报和实时监测。可以说,在卫星的监测下,通过所获取的信息以及地学理论可以准确地发布沙尘暴预警预报,较大的沙尘暴对所经过地区城市的影响已经可以降到较低的程度,更重要的是,遥感技术的介入有助于分析沙尘暴的发生发展规律,从而为灾害的预防和治理提供重要的依据[6]。
3.5空间信息技术在城市灾害应急指挥与应急决策中的应用
城市防灾减灾和公共安全涉及到众多的政府职能部门,如公安、消防、交通、人防、卫生防疫、地震、水利、气象和民政等,这就使得传统的应急管理不具备系统性,无法实现防灾减灾资源配置的优化。因此,建立以“3S”技术为核心,基于现代计算机技术、网络技术等的城市应急救援联动系统(Urban Emergency Response System,UERS) ,已成为国内外各大中城市解决安全与紧急救援难题的主要措施之一[7]。
UERS 通过集成的信息网络和通信系统集语音、数据、图像为一体,协调公安、消防、医疗、交警、民政、公共事业等政府职能部门,以统一的空间信息基础设施指挥平台和分布式城市应急共享联动系统为核心,为市民提供相应的紧急救援服务,可以统一指挥,快速响应,联合行动,为城市防灾救灾和公共安全提供保障和支持。UERS以遥感技术、GIS技术、计算机技术、网络技术、通讯技术为依托,通过城市信息化的建设,对城市的各种资源进行整合集成,实现资源共享,在加强各相关子系统建设的基础上,建立起基于MIS系统与GIS系统的统一的信息指挥平台,为公共安全信息管理系统建设带来新的机遇[8]。
信息情报的收集与分析是城市防灾减灾和公共安全维护的重要支持系统之一。城市公共安全信息应包括自然环境调查和经济社会现状调查。自然环境调查包括地质、气候、地形地貌、特殊价值地区及环境敏感区等的调查等[9]。利用空间信息技术尤其是遥感技术则可以快速获取相关信息,为灾害应急管理提供准确、实时的信息。
目前,作为城市防灾减灾和公共安全领域的一个明显趋势就是充分借助于“3S”技术和三维可视化技术,建立起以RS技术为快速信息获取手段,以GIS的空间扩展分析功能与MIS的辅助决策支持功能为核心,能够实现城市各公共安全部门实时联动的城市灾害应急指挥调度与决策支持的综合系统,使之具有跨部门信息集成、分布式共享管理和三维可视化表达的功能,以便快速、准确、直观地为城市范围内的突发性事故和灾害的应急管理提供一个完整的解决方案。利用该系统可以实现对城市基础设施、灾害信息、危险源及抗灾力量等信息的查询统计、图形编辑、属性更新、确定防灾抗灾预案中抗灾力量的有效服务范围以及资源配置,从而快速重现灾害景观,大致预测灾害损失。在灾害应急响应与快速救援指挥中选择最佳路径,调度与管理抗灾力量,对应急预案数据库进行决策支持,从而方便政府在灾时实施相应的应急预案,大致预测灾害波及范围,提前组织疏散人员财产,实施医疗急救等,辅助领导全面掌握灾情并进行救灾指挥决策[10]。
4 结论
人口、资源、财富的集中既是城市发展的动力,也为城市安全埋下了隐患。集成了“3S”技术的优势的空间信息技术在收集大量城市基础数据、动态和准动态跟踪监测、结合数据库技术和计算机技术建立专家应用模型等方面有着其他手段所难以比拟的优势。空间信息技术所具有的宏观性、实时性及动态性等特点,为城市公共安全提供了强大的技术支持,对城市公共安全事业的发展有着十分重要的意义。可以预见,随着空间信息技术和计算机技术的进一步发展,随着社会上下对于城市灾害和公共安全的日益重视,空间信息技术在城市防灾减灾和公共安全领域的应用将会越来越广、越来越深,从而为构建“以人为本”、“可持续发展”的和谐社会做出更大的贡献。
② 用自然辩证法 解决 北京等地的沙尘暴天气,怎么看这个问题
北京是风沙活动和沙尘暴的高发区之一。所谓风沙活动,就是大风作用于干燥的地表所引起的一系列物理现象。通常是颗粒细小的沙尘飞人大气之中,处于悬浮状态,同时受到大气的空间运动的影响。沙尘借助于高空气流移动到数十公里、数百公里、数千公里、数万公里以外。根据卫星遥感监测结果,亚洲大陆的沙尘可以横越太平洋,到达美国中部地区。颗粒稍大的沙粒,在地表作跳跃式运动,粗沙跳跃不起来,只能在地面滚动。沙尘和沙粒的运动是同时进行的,往往给人以天昏地暗的感觉。
北京沙尘暴天气出现的原因:北京属于山前冲积洪积扇,在地质时期的第四纪,北京周围的山区,曾被冰壳所覆盖,后来,后期由于大气变暖,冰壳融化破裂,巨大的冰块在流水作用下向坡下滑动。石景山区磨式口的第四纪冰川擦痕,八大处公园中的冰川漂石,就是这样产生的。山上的冰川洪水,将大量的泥沙、砾石推到山下,形成了冲积洪积扇,北京市区和市郊,均在冲积洪积扇上。按照沉积学原理,个体比较大的砾石最先沉积,然后是粗沙、中沙、细沙、粉沙和泥土。由于这种原因,在北京地下8—10米处常常可以见到沙子和砾石。在离山比较近的地方,例如石景山区,剥开薄薄的地表土,即可以见到沙子和砾石。由于市区地下沙子埋藏比较深,只有在基建施工挖地槽时,才能够见到地下沙子。在修地铁、建高层建筑等等重大施工中,都会在地下暴露出沙子。工地上的沙子,在大风作用下能够飞扬扩散。近年北京大搞基建施工,大小工地千余处,这是北京近年风沙活动频繁的重要原因之一。北方地区每年春季的大风或强风天气和干旱少雨、气温较高的环境是沙尘暴的产生必要条件之一。从某种意义上说,北京的沙尘暴似乎不可抗拒。除此之外,北京郊区的耕地和垃圾场,在春季大风之际,也会出现尘土飞扬,成为北京重要的沙尘源。北京汽车逐年增多,汽车尾气中含有未能完全燃烧的炭粒,也增加了空气中的可吸人颗粒物。工业锅炉、家庭烧煤,也会产生煤炭的灰烬,成为灰尘之源。
太阳黑子论:
关于2000年北京沙尘暴突然肆虐的原因,陈广庭教授认为可能有诸如太阳黑子活动周期来临、气流异常活跃等偶然性的因素,目前研究界尚存在诸多不解之处。不可否认的是,90年代前期北方地区土地荒漠化现象已十分突出,内蒙古草原的退化与沙漠化问题、河北农牧交错地带土地退化的问题都异常严峻,再加上1999年北方大旱,地表土层干燥、疏松、覆被率低的内伤延迟到2000年春季便显现出来。北京的沙尘天气多与地理、地貌特点也有一定关系。赵廷宁教授说:北京平原地区的海拔只有50米左右,八达岭一带在800米左右,而到河北张家口坝上地区就达到了1000米以上,这种“下坡”地形,再加上河谷地带的“狭管效应”,很容易让裹挟着沙尘的西北部冷气团沿着风口来到北京地区后便减速、停滞下来。
从2000年起,沙尘暴研究也成了学术界关注的一个焦点。争议最多的一个问题是,北京沙尘暴的源头在哪儿。据赵教授介绍,一种观点认为是“就地起沙”,以永定河、潮白河、大沙河流域和康庄、南口地区为代表的“三河两滩”是北京主要的风沙危害区;另一种观点认为成大气候的沙尘暴,还是源起国外蒙古等国的大沙漠,国内西北地区的沙漠与沙地,以及这一地区农牧交错区域退化、沙化土地的扬沙。
影响北京的沙源主要有三个:毛乌素和库布其沙漠、乌兰布和沙地、浑善达克沙地,
第一条路径为内蒙古善达克沙地一带——河北黑河河谷——北京地区;
第二条路径为内蒙古朱日和一带——河北洋河河谷——北京永定河河谷;
第三条路径为河北桑干河谷——北京永定河河谷。
北京位于华北地区东北部地处燕山山脉以南,太行山山脉以东,以黄土、沙土地为主,没有大面积沙漠存在。中国西北沙漠以沙为主,并非尘源,何况华北有“燕山、太行”山脉为屏障,沙漠不足以为患。何况北京地区的沙尘结构与西北沙漠的沙质结构有着很大的区别。所以第一条路线似乎对此作用不大。
③ 沙尘暴的知识
答:说起沙尘暴形成的原因很复杂,是多方面的。沙尘暴的动力是风。物质基础是沙尘。风与沙尘各有复杂多样的时空变化。有足够强大的风,还要有足够量的沙尘。但是把大量沙尘吹起来,也还要求很多条件。我国西北干旱区,盛行强烈的西北风。由于古地中海抬升形成大量松软的沙尘堆积。干旱少雨植被稀疏,特别是干旱、风大、植被稀疏都同步发生在春季,因此春季就具备了沙尘暴发生的自然条件,再加上人为活动破坏了地面植被,使沙尘暴越发强烈。
治理沙尘暴的根本方面方法是什么?
防风那就得造林嘛, 其实我跟楼上观点一样 沙尘暴主要是水土流失造成的, 多种树是可以制止的
近年我国的大风沙尘天气
经统计,60年代特大沙尘暴在我国发生过8次,70年代发生过13次,80年代发生过14次,而90年代至今已发生过20多次,并且波及的范围愈来愈广,造成的损失愈来愈重。现将90年代以来我国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下:1993年:4月至5月上旬,北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日,甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日,一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区,造成严重损失。1994年:4月6日开始,从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风,北部沙漠戈壁的沙尘随风而起,飘浮到河西走廊上空,漫天黄土持续数日。1995年:11月7日,山东40多个县(市)遭受暴风袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤,直接经济损失10亿多元。1996年:5月29日至30日,自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部,黑风骤起,天地闭合,沙尘弥漫,树木轰然倒下,人们呼吸困难,遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。1998年:4月5日,内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击,影响范围很广,波及北京、济南、南京、杭州等地。4月19日,新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击,部分地区同时伴有沙尘。这次特大风灾造成大量财产损失,有6人死亡、44人失踪、256人受伤。5月19日凌晨,新疆北部地区突遭狂风袭击,阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级,瞬间风速达每秒32米,其他地区风力普遍达到6至7级。狂风刮倒大树,部分地段电力线路被刮断。1999年:4月3日至4日,呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部,瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级。2000年:3月22日至23日,内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气,部分沙尘被大风携至北京上空,加重了扬沙的程度。3月27日,沙尘暴又一次袭击北京城,局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下,两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒,砸伤行人,砸坏车辆。2002年:3月18日到21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方公里的大地,影响人口达1.3亿。
沙尘暴的概念、规定和标准
一、沙尘天气概念:
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。
浮尘:尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的天气现象;
扬沙:风将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象;
沙尘暴:强风将地面大量尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象;
强沙尘暴:大风将地面尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于500米的天气现象。
二、沙尘天气过程分类
沙尘天气过程分为四类:浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。
浮尘天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了浮尘天气;
扬沙天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了扬沙天气;
沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了沙尘暴天气;
强沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气。
三、沙尘天气预报警报发布标准:
1、决策服务
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时,在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报。
2、公众预报
国家级标准:
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生,且影响范围较大或影响到京津地区时,向社会公众发布沙尘暴警报。;
预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生,并将造成严重影响时,向社会公众发布沙尘暴警报。
省级标准:
由各省(区、市)气象局参照国家级标准确定。
说明:
1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国气象局备案。
2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策。
3、中央气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报,省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向中央气象台及有关气象台站通报。
沙尘暴天气成因及物理机制
沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。
除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
沙尘暴形成的物理机制
在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。
沙尘暴主要危害方式
⑴ 强风:携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造成人蓄亡。
⑵ 沙埋:以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋,尤其是对交通运输造成严重威胁。
⑶ 土壤风蚀:每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1~10厘米。据估计,我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106~107 吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。
⑷ 大气污染:在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物(TSP)增加,大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3,室内为80 mg/m3,超过国家标准的40倍。2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级
④ 有关沙尘暴的所有信息
沙尘暴
沙尘来源及其路径
从1999年到2002年春季,我国境内共发生53次( 1999年9次,2000年14次,2001年18次,2002年12次)沙尘天气,其中有33次起源于蒙古国中南部戈壁地区,换句话说,就是每年肆虐我国的沙尘,约有六成来自境外。这是7月2日,中国气象局副局长李黄向媒体公布的研究结果。他说,2002年春季,我国北方共出现了12次沙尘天气过程。具有出现时段集中、发生强度大、影响范围广等3个特点。影响我国的沙尘天气源地,可分为境外和境内两种。分析表明:三分之二的沙尘天气起源于蒙古国南部地区,在途经我国北方时得到沙尘物质的补充而加强;境内沙源仅为三分之一左右。发生在中亚 (哈萨克斯坦)的沙尘天气,不可能影响我国西北地区东部乃至华北地区。新疆南部的塔克拉玛干沙漠是我国境内的沙尘天气高发区,但一般不会影响到西北地区东部和华北地区。我国的沙尘天气路径可分为西北路径、偏西路径和偏北路径:西北1路路径,沙尘天气一般起源于蒙古高原中西部或内蒙古西部的阿拉善高原,主要影响我国西北、华北;西北2路路径,沙尘天气起源于蒙古国南部或内蒙古中西部,主要影响西北地区东部、华北北部、东北大部;偏西路径,沙尘天气起源于蒙古国西南部或南部的戈壁地区、内蒙古西部的沙漠地区,主要影响我国西北、华北;偏北路径,沙尘天气一般起源于蒙古国乌兰巴托以南的广大地区,主要影响西北地区东部、华北大部和东北南部。
近年我国的大风沙尘天气
经统计,60年代特大沙尘暴在我国发生过8次,70年代发生过13次,80年代发生过14次,而90年代至今已发生过20多次,并且波及的范围愈来愈广,造成的损失愈来愈重。现将90年代以来我国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下:1993年:4月至5月上旬,北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日,甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日,一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区,造成严重损失。1994年:4月6日开始,从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风,北部沙漠戈壁的沙尘随风而起,飘浮到河西走廊上空,漫天黄土持续数日。1995年:11月7日,山东40多个县(市)遭受暴风袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤,直接经济损失10亿多元。1996年:5月29日至30日,自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部,黑风骤起,天地闭合,沙尘弥漫,树木轰然倒下,人们呼吸困难,遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。1998年:4月5日,内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击,影响范围很广,波及北京、济南、南京、杭州等地。4月19日,新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击,部分地区同时伴有沙尘。这次特大风灾造成大量财产损失,有6人死亡、44人失踪、256人受伤。5月19日凌晨,新疆北部地区突遭狂风袭击,阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级,瞬间风速达每秒32米,其他地区风力普遍达到6至7级。狂风刮倒大树,部分地段电力线路被刮断。1999年:4月3日至4日,呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部,瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级。2000年:3月22日至23日,内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气,部分沙尘被大风携至北京上空,加重了扬沙的程度。3月27日,沙尘暴又一次袭击北京城,局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下,两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒,砸伤行人,砸坏车辆。2002年:3月18日到21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方公里的大地,影响人口达1.3亿。
什么是沙尘暴?
沙尘暴 (sand ststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和尘暴 (ststorm) 两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 1km 的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。
沙尘天气概念、规定和标准
一、沙尘天气概念:
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。
浮尘:尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的天气现象;
扬沙:风将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象;
沙尘暴:强风将地面大量尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象;
强沙尘暴:大风将地面尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于500米的天气现象。
二、沙尘天气过程分类
沙尘天气过程分为四类:浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。
浮尘天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了浮尘天气;
扬沙天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了扬沙天气;
沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了沙尘暴天气;
强沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气。
三、沙尘天气预报警报发布标准:
1、决策服务
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时,在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报。
2、公众预报
国家级标准:
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生,且影响范围较大或影响到京津地区时,向社会公众发布沙尘暴警报。;
预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生,并将造成严重影响时,向社会公众发布沙尘暴警报。
省级标准:
由各省(区、市)气象局参照国家级标准确定。
说明:
1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国气象局备案。
2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策。
3、中央气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报,省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向中央气象台及有关气象台站通报。
沙尘暴天气成因及物理机制
沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。
除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
沙尘暴形成的物理机制
在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。
沙尘暴主要危害方式
⑴ 强风:携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造成人蓄亡。
⑵ 沙埋:以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋,尤其是对交通运输造成严重威胁。
⑶ 土壤风蚀:每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1~10厘米。据估计,我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106~107 吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。
⑷ 大气污染:在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物(TSP)增加,大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3,室内为80 mg/m3,超过国家标准的40倍。2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。
黑风的危害
黑风的危害主要有两个字,一是风二是沙。
大风的危害也有两:一是风力破坏,二是刮蚀地皮。
先说风力破坏。大风破坏建筑物,吹倒或拔起树木电杆,撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜等等。此外,由于西北地区四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗,生长子叶或真叶期和果树开花期,此时最不耐风吹沙打。轻则叶片蒙尘,使光合作用减弱,且影响呼吸,降低作物的产量;重则苗死花落,那就更谈不上成熟结果了。例如,993年5月5日黑风,使西北地区8.5万株果木花蕊被打落,10.94万株防护林和用材林折断或连根拔起。此外,大风刮倒电杆造成停水停电,影响工农业生产。1993年5月5日黑风造成的停电停水,仅金昌市金川公司一家就造成经济损失8300万元。
大风作用于干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层,叫做风蚀。例如1993年5月5日黑风平均风蚀深度十厘米(最多50厘米),也就是每亩地平均有60到70立方米的肥沃表土被风刮走。其实大风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质,而且还把带来的沙子积在土壤中,使土壤肥力大为降低。此外大风夹沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层,叫做磨蚀,也是一种灾害。
沙的危害主要是沙埋。前面说过,狭管,迎风和隆起等地形下,因为风速大,风沙危害主要是风蚀,而在背风凹洼等风速较小的地形下,风沙危害主要便是沙埋了。例如,1993年5月5日黑风中发生沙埋的地方,沙埋厚度平均20厘米,最厚处达到了1.2米。
此外更重要的是,人的生命的损失。例如1993年5月5日黑风中共死亡85人,伤264人,失踪31人。此外,死亡和丢失大牲畜12万头,农作物受灾560万亩,沙埋干旱地区的生命线水渠总长2000多公里,兰新铁路停运31小时。总经济损失超过5.4亿元。
沙尘暴天气的危害
沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气,可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人蓄伤亡等,污染自然环境,破坏作物生长,给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要在以下几方面:
1、生态环境恶化
出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫,凡是经过地区空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米,室内为80毫米/立方厘米,超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。
2、生产生活受影响
沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,几小时到十几个小时恶劣的能见度,容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、种子和幼苗。沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧,覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘,影响正常的光合作用,造成作物减产。
3、生命财产损失
1993年5月5日,发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气,受灾农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成直接经济损失达2.36亿元,死亡50人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气,据不完全统计仅金昌、威武两地市直接经济损失达1534万元。
4、交通安全(飞机、汽车等交通事故)
沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。
沙尘暴缘起土壤风蚀
据新华社兰州电在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下,一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验近日用品顺利完成。
通过实验,专家们发现,土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力,其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。
这项实验还证明,植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀:分散地面上一定的风动量,减少气流与沙尘之间的传递;阻止土壤、沙尘等的运动。
此外,通过实验研究人员得出一条结论:沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物,而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被,工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被,扰动地面结构,形成大面积沙漠化土地,直接加速了沙尘暴的形成和发育。
沙尘暴的治理和预防措施
1.加强环境的保护,把环境的保护提到法制的高度来。
2.恢复植被,加强防止风沙尘暴的生物防护体系。实行依法保护和恢复林草植被,防止土地沙化进一步扩大,尽可能减少沙尘源地。
3.根据不同地区因地制宜制定防灾、抗灾、救灾规划,积极推广各种减灾技术,并建设一批示范工程,以点带面逐步推广,进一步完善区域综合防御体系。
4.人们对自然资源进行长期掠夺式开发,因而造成对自然生态环境的严重破坏,而环境的恶化又为沙尘暴提供了丰富的沙尘物质来源。
5.控制人口增长,减轻人为因素对土地的压力,保护好环境。
6.加强沙尘暴的发生、危害与人类活动的关系的科普宣传,使人们认识到所生活的环境一旦破坏,就很难恢复,不仅加剧沙尘暴等自然灾害,还会形成恶性循环,所以人们要自觉地保护自己的生存环境。
四道防线阻击沙尘暴
第一,在北京北部的京津周边地区建立以植树造林为主的生态屏障;
第二,在内蒙古浑善达克中西部地区建起以退耕还林为中心的生态恢复保护带;
第三,在河套和黄沙地区建起以黄灌带和毛乌素沙地为中心的鄂尔多斯生态屏障;
第四,尽快与蒙古国建立长期合作防治沙尘暴的计划框架,设置到蒙古国的保护屏障。
沙尘暴在生态系统中的作用
沙尘暴的危害虽然甚多,但整个沙尘暴的过程却也是自然生态系所不能或缺的部份,例如澳洲的赤色沙暴中所夹带来的大量铁质已证明是南极海浮游生物重要的营养来源,而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳,以减缓温室效应的危害,因此沙暴的影响层级并非全为负面。或许在另一层面来说,沙尘暴也许也是地球为了应对环境变迁的一种症候,就像我们感冒了会发生咳嗽是为了排除气管中的废物一样。为研究沙暴提供塔斯曼海养分以及其它诸多效应等,澳洲曾汇集了许多气候学者。他们发现澳洲沙暴的红色石英沉积物也可在新西兰找到,并且反而肥沃了新西兰的土地;因此澳洲沙尘暴所造成的养分损失却可造成新西兰土地的养分收获。而像是夏威夷当地肥沃的土壤沉积物根据分析资料也可证明有许多的养料成分也是来自遥远的欧亚大陆内部。正因为两地相隔万里,普通的风无法把内陆的尘埃吹到这么遥远的地方,因此正是沙尘暴,把细小却包含养分的尘土携上3000米高空,穿越大洋,再播种一般把它们撒下来。除了夏威夷群岛,科学家还发现,地球上最大的绿肺―亚马孙盆地的雨林也得益于沙尘暴,它的一个重要的养分来源也是空中的沙尘。沙尘暴能把盘石变得葱葱郁郁的秘密在于,沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分。此外由于沙尘暴多诞生在干燥高盐碱的土地上,沙尘暴所挟带的一些土粒当中也经常带有一些碱性的物质,所以往往可以减缓沙尘暴附近沉降区的酸雨作用或土壤酸化作用。中国科学院大气物理研究所的王自发先生曾说:“沙尘暴的确降低了酸雨的酸性。沙尘及其土壤粒子的中和作用使中国北方降水的PH值增加0.8-2.5,韩国增加05.-0.8,日本增加0.2-0.5。如果没有沙尘的作用,那么很多北方地区的酸雨危害要严重得多。”也因此,沙尘暴虽然危害甚大,却也是地球自然生态当中的一个必经的过程,因为自人类有史以来,便有沙尘暴的出现了。只是我们应该更积极的找寻异常沙尘暴频率发生的机制,以真正解决异常气候变迁所对于环境的危害性。
⑤ 搜集当前有关土地荒漠化及防沙,治沙的信息(好消息与坏消息).
1、水库优化调度对维护黄河健康的重要作用
在黄河干流上,现已建有龙羊峡、刘家峡、万家寨、三门峡和小浪底等水库,近年来,通过水库或水库群的合理调度运用,进行调水调沙、水量调度、防洪防凌调度、兴利调度等,对优化配置水资源,保护生态环境,维护河流健康,促进社会经济的健康发展等都发挥了重要作用,社会、经济和生态效益显着。
1.1调水调沙使河道过流能力不断提高,逐步恢复了河道的基本功能
20世纪90年代以来,由于气候干旱、来水减少及沿河地区对黄河水资源的过度利用,黄河河道输沙用水被大量挤占,进入黄河下游的水量急剧减少,水资源供需矛盾日益突出,加剧了下游河道淤积,过流能力大幅降低,给防汛造成的压力越来越大,平滩流量从6000立方米每秒降到2000立方米/秒左右。2002年,黄河下游出现流量为1800立方米每秒的洪水,发生漫滩灾情。2003年,黄河河南兰考段洪水流量为2400立方米每秒,出现重大漫滩灾情,滩区内近12万人被洪水围困。为此,自2002年起,黄委连续进行了五次调水调沙,用“人造洪峰”冲刷下游河道,使下游泥沙淤积状况改善,河道过流能力逐步提升,下游河道得到全面冲刷,最小过流能力从实施前的1800立方米每秒提高到3500立方米每秒,使河道的基本功能逐步得以恢复。
1.2调水调沙使河流生态系统得到改善,有效遏制了河床的淤积抬高
由于黄河水少沙多,水沙不协调,使黄河不断淤积抬高,主河槽萎缩,在黄河下游已形成二级悬河,且黄河湿地生态系统也不断恶化。为了改变这种状况, 2002年至2005年黄委连续进行了四次调水调沙,已使3亿多吨泥沙冲入大海,黄河下游河道主河槽得到全面冲刷,槽底高程平均下降1米,今年进行的第五次调水调沙,又使6010万吨泥沙冲刷入海,有效地改善了河道形态,减少了河道泥沙淤积,遏制了黄河下游河床的淤积抬高。
黄河自2002年以来的五次调水调沙,也为湿地生态恢复提供了有利的水量条件,今年黄河第五次调水调沙将2000多万立方米的河水注入黄河口湿地,使黄河入海口地区遍布大大小小的坑塘,星罗棋布的水库中碧波荡漾,形成了大面积的水面、湿地,有效的缓解了由于海水侵蚀入海口湿地减少的现象。黄河口湿地以年均5万亩的速度在增长,成为世界上土地面积自然增长最快的保护区,湿地总面积增加到了20万公顷。湿地内芦苇面积增加到5万公顷,柽柳林13万亩,保护区内野生植物达393种,已濒临绝迹的黄河刀鱼等珍稀水生动物和黑嘴鸥、东方白鹳、丹顶鹤等多种国家级珍稀鸟类出现在黄河口,三角洲的鸟类增加到了283种,生物多样性资源日益丰富,生态向多样化、稳定性方向发展。
1.3调水调沙有利于调整理顺河势,塑造并维持中水河槽
黄河多为堆积游荡型河道,淤积严重,形态萎缩,河道宽浅,水流散乱,河无定槽,主流游荡摆动不定,沙洲密布,汊流丛生,斜河、横河、滚河现象时有发生,特别是在小水时,水流随湾就湾,蜿蜒曲折,往往形成崎形河势,进而引发小水大险或小水大灾。根据黄河小水入湾、洪水趋中的河势演变规律,利用水库群联合调度,进行调水调沙,塑造人工中常洪水,充分发挥洪水的造床作用,可调整理顺河势,塑造相对稳定的中水河槽,提高河道行洪排沙能力。今年3月黄委实施的利用黄河桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验,使潼关河段河势调整理顺,形成单一规顺的主槽。
1.4调水调沙有利于水库的健康,可减少建库后的不利影响
通过调水调沙,利用水库异重流携带大量的泥沙排出库外,从而调整了水库淤积形态,减少了水库泥沙淤积,提高了水库的效益,增强了水库的健康,延长了水库的使用寿命。今年黄河第五次调水调沙,通过三门峡、小浪底水库联合调度,6月25日,在小浪底水库再次成功塑造了异重流,并将小浪底水库841万吨泥沙排出库外。
黄河桃汛洪水对降低潼关高程具有一定作用,1987~1998年,桃汛期潼关高程平均冲刷下降约0.19m,但自1998年万家寨水库运用以来,桃汛期水库蓄水削减了洪峰,减小了进入潼关站的洪峰和洪量,使桃汛期潼关高程由万家寨水库运用之前的冲刷下降转变为基本不冲或微淤。为了减少万家寨水库对潼关高程的影响,今年3月23~29日黄委开展了利用黄河桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验,通过万家寨水库调度,优化桃汛洪水过程,改善了万家寨和三门峡水库淤积形态,使黄河小北干流河段全程冲刷0.071亿吨,潼关高程下降了0.2米。
1.5调水调沙可有效地发挥水库的社会经济功能
调水调沙不仅可改善河道的自然功能,而且还能发挥水库的社会经济功能,合理调配水资源,统筹解决生活、生产、生态用水,缓解水资源的供需矛盾,提高水库的发电、灌溉、生态景观旅游、供水等综合效益,促进流域经济社会环境的可持续发展,实现人与自然和谐共处。2002年以来,黄委利用万家寨、三门峡、小浪底等水库联合调度,进行调水调沙,在确保黄河防洪安全的前提下,保证了沿黄城乡群众的生活用水及工农业生产用水。在2003年历史罕见的黄河秋汛中,通过“四库联调”,削减了一次次洪峰流量,减少了灾害损失,取得了良好的社会经济效益。
1.6水库的合理调度运用,有效的化解了断流危机,保证了河道不断流
70年代以来,由于不利的来水来沙条件和过度的水资源开发利用,使黄河下游频频出现断流。黄河首次断流出现于1972年,此后26年间,有21年断流,其中从1990年到1998年,黄河年年断流,特别是1997年黄河断流达226天,断流河段长704公里。自1998年国家授权黄河水利委员会实施黄河水量统一调度管理以来,通过水库的合理调度运用等措施,有效地化解了一次又一次的断流危机,已实现了黄河连续7年不断流。如2002年7月22日,黄河中游潼关断面出现了0.95m3/s的流量,在面临断流危机的紧要关头,万家寨水库及时调度放水,保证了河道不断流。
1.7利用水库科学调控水量,实现雨洪资源化,减轻水旱灾害损失
黄河流域由于降雨时空分布不均,往往旱涝交替出现,通过水库的合理调节,蓄洪抗旱,丰蓄枯用,适时蓄水保水,削减洪峰,合理利用雨洪资源,争取防洪抗旱主动,减少水旱灾害损失。在抗御2005年渭河洪水中,陕西省防总充分利用黑河、石头河、冯家山3座水库,加强洪水调度,先后两次对渭河洪水进行错峰,在渭河第一次洪水过程中,削减渭河干流洪峰970立方米每秒,在第二次洪水过程中削减渭河干流洪峰500立方米每秒,加之洪水期三门峡水库一直畅泄运用,减轻了防洪压力,保证了洪水的顺利下泄,大大减轻了洪水灾害损失。
1.8利用水库合理调节水量,有效化解河道水环境污染
利用水的自净功能,通过水库合理调节水量,稀释污染水体,增加水环境容量,以改善水质,有效化解河道水环境污染。2006年1月5日下午,河南省巩义市境内发生柴油泄露事件,造成支流洛河下游油污染,也对黄河干流水质构成威胁,黄委及时加大小浪底水库下泄流量,并关闭故县、陆浑水库下泄闸门,接力实施并加密下游供水水源地等重要断面监测,及时化解了河道水污染事件。
2、加强水库优化调度的对策与措施
2.1加强水库的统一调度和管理
目前,黄河干流上修建的水库,大多分属不同的单位和部门管理,如黄河上游现有水库18座(已建12座,在建6座),分属9家管理单位,部门分割、条块分割、多龙管水的格局仍未改变。这些水库如仍采用原有的调度与管理模式,仅按水库各自的任务进行调度运用,不仅会影响流域梯级水库整体的综合利用效益,而且还会导致生态与环境等一系列问题。加之,近几年,随着西部大开发和电力体制的改革,黄河上游出现了水电开发热,有关各方纷纷“跑马圈地”,抢占水电开发权,部分工程甚至在审批手续不齐全的情况下即已开工建设,使水电开发盲目无序,缺乏统一规划和管理。因此,实行水库的统一调度和水电开发的统一管理已是大势所趋,迫在眉睫,应尽快设立高效、权威的黄河上中游水库和水电开发统管机构,明确相关单位的责任,完善协商和沟通机制,强化监督检查和管理,团结协作,密切配合,加强水库的统一联合调度,严格水电开发的规划管理,维护良好的水电开发秩序,充分发挥水库的综合效益,保护生态环境,维护河流健康。
2.2加强科学调度,大力提高调度管理水平
水库的综合调度运用是一项庞大的系统工程,涉及众多复杂技术问题,仅靠传统的调度手段远不能满足水资源调度时效性和现代化的要求,要加快“数字水调”建设,建立完善集信息采集自动化系统、计算机网络系统、决策支持系统、水库调度信息平台、黄河上中游水文信息平台、异地视频会商系统和调度指挥中心及水库运行监测水文站网系统、全数字水质自动监测站、引水口远程自动化监控监视等系统于一体的现代化水资源调度管理系统,实现水库调度信息互通和共享,构建维护河流健康的水资源调控体系,认真开展以水库群为主的水沙联合调度方式及流域尺度的水库群生态调度研究,进一步完善水库科学调度的指标体系,加强对河流生态健康的评价和调控措施的研究,对河流生态的健康程度进行科学的识别和评价,充分认识和了解河流生态面临的问题,分析掌握其发展变化的自然规律,根据生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量,确定河流生态需水量、河流的生态基流和河道不冲不淤的临界流量,认真研究黄河调水调沙如何利用水库最小水量、最短泄水时间、对下游河道形成最佳减淤效果的有效调度方法,建立调水的理论技术体系和生态与环境响应机制,认真研究水库实施生态调度前后相关对象利益的变化和补偿机制,进一步探索河道水沙运动和冲淤变化的规律,塑造协调的水沙关系,制定科学可行的水库综合调度计划,进一步完善调水实施方案,认真做好不同调度方式和流量级、含沙量组合的调水调沙预案,建设一支反应迅速,技术过硬、作风优良、坚强有力的水调队伍,采用天气雷达、全球定位系统、卫星遥感、地理信息系统、水下雷达、远程监控、图像数据网络实时传输等技术,加强水量水质监测和天气、水雨情预测预报,完善预警系统,实现对水库、主要水文站、水质监测站、重要引水口和控制节点的远程自动监测、监控、监视和预警,为调水科学分析决策提供多种形式的信息服务,大力提高水库调度管理水平和调水效益。
2.3完善水库调度管理的法规,依法加强管理与调度
有效的法规和严格的执法是进行水库调度和水资源管理的重要保证。因此,要进一步强化经济、法律手段,建立水资源调度与管理制度体系和生态补偿机制、水量调度补偿机制,不断完善水法规政策体系和执法体系,构建适应现代化发展的水管理体制和新的水资源调控机制,进一步修订完善现有与水库调度和水资源综合管理相关的法律法规与政策,加强法律法规之间的衔接和协调,提高可操作性,认真贯彻实施《黄河水量调度条例》等法规,依法加强水资源的宏观调控和水库的调度管理,用法规规范人类水事行为,切实做到有法可依,执法必严,违法必究,维护良好的水资源管理秩序,使各种水电开发工程从立项、投资、建设、工程质量标准、水量分配、工程良性的运行管理机制和建成后的效益发挥等都严格按照有关法规进行。同时,建立开发与保护、水量与水质、城市与乡村、地表与地下水、取水与用水、供水与排水相结合的水资源统一管理制度,使水库调度管理工作逐步走向正规化、规范化、法制化、现代化,促进水资源的可持续利用、生态环境的良性循环和社会经济的可持续发展。
2.4建立完善水沙调控工程体系
黄河的主要问题是水少沙多,水沙不平衡,因此,利用水库进行水沙调节是改善水沙条件、防洪减淤的有力措施,要统筹黄河流域干支流的水沙资源,加强水沙调控工程体系建设,认真搞好水沙调控工程体系的总体规划,尽快建立完善以龙羊峡、刘家峡、黑山峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底等骨干水利枢纽工程为主体的黄河干支流水沙调控工程体系,实行全河群库联合统一调度,有效的调节洪水泥沙,保证干旱期河道的基本流量,适时削减洪水流量,实现全河水沙的跨时空调节,塑造协调平衡的水沙关系,尽量使河道长期保持输沙、生态等最低限量的基流,改善水沙条件,实现洪水资源化和防洪减淤减灾等目的,保证河道不断流。
2.5完善优化水库调度运用方式
随着水资源开发利用程度的不断提高,加剧了水资源供求矛盾,使水资源优化配置的作用加强,从而提升了水库在流域水资源调控中的作用,而原有的水库设计运用方式,在进行防洪和兴利调度的同时,没有考虑其对下游生态和库区水环境的影响,以至长期累积下来的生态和环境的反作用以各种方式日益显现出来。因此,应彻底转变思想观念,站在全流域的高度,从保障流域可持续发展和维护河流健康出发,建立完善兴利、减灾与生态协调统一的水库综合调度运用方式,水库调度运用不再是以追求自身的利益最大,而是纳入到全流域的统一调配,成为流域水资源统一配置的重要手段,合理调整相关各方的利益,协调社会经济和生态环境的关系,采用先进的调度技术和手段,在满足水库下游生态保护和库区水环境保护要求的基础上,充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、旅游等各项功能,使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统,提高水库的社会、经济和环境效益,恢复和维持河流健康。