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天山雪融性洪水灾害预测的超算应用

雪融性洪水次生灾害是我国多年未能解决的民生问题
融雪性洪水定义:
是指由于前期时段降雪量较大,随后气温回升又很快,加速了积雪消融的速度,从而造成洪水。和普通洪水不同的是,融雪性洪水当中会夹杂大量的冰凌和融冰,所到之处,带来的破坏性也极大。
背景
融雪洪水(snowmelt flood)指由积雪融化形成的洪水,简称雪洪。一般在春、夏两季发生在中高纬地区和高山地区。雪洪一般又分为平原型和山区型两种。
在一些中高纬地区和高山 地区,如中国东北、西北地区和苏联、北欧、北美北 部南美西南部等地区,冬季漫长而严寒,积雪较深, 来年春、夏季气温升高超过零摄氏度,积雪融化形成雪洪它有平原型和山区型。有些高山(如天山、喜马拉雅山等,地区,当夏季气温较高且持续时间较长时, 永久积雪和冰川也发生融化形成夏汛,它与冬季积雪 融水洪水相比,涨落较缓,洪水总量则受控于消融范 围有些地区,如帕米尔和昆仑山北坡,还有永久积 雪和冰川融水与夏季降雪融水的混合洪水。
因素
影响融雪洪水大小和过程的主要因素是:积雪的面积、雪深、雪密度、持水能力和雪面冻深,融雪的热量(其中一大半为太阳辐射热),积雪场的地形、地貌、方位、气候和土地使用情况,这些因素彼此之间有交叉影响。
实例
1、2010年新疆北部发生融雪性洪水
2010年3月新疆北部升温与雨雪天气反复交错,导致伊犁、阿勒泰、塔城等地融雪性洪水频发,部分地区交通屡次受阻,群众生产生活受到影响。
异常的天气变化给群众的生产生活造成很大损失,截至2010年3月,伊犁河谷已有31万人受灾,1万多座温室大棚、2万多座房屋倒塌,4万多头牲畜死亡。
2、2012年乌鲁木齐融冰堵塞河道达500米
2010年3月25日,新疆生产建设兵团农10师181团职工在原本用来喷洒农药的“远射程风送式喷雾机”中加入墨汁、化肥、融雪剂,喷洒到河道里,促使淤冰积雪早日融化。同时,在新疆阿勒泰克木齐河大桥段,铺设防洪网。
2012年3月12日,乌鲁木齐市米东区芦草沟河发生融雪性洪水,大量融冰随洪水而下堆积在河道中,致使该河道五七公路桥阻塞500多米长。由于洪水不能及时排除,河道两侧多家单位被淹。河道中满是重达数吨的巨型冰块,冰块堆积超出芦草沟河近3米高。由于河床被巨型冰块阻塞,冰川融水不能及时通行,导致洪水向外流。当地政府已及时调集三台大型挖掘机赶往现场,清理河道中的冰块。[
理论基础
知微是可以实现的,知微的方法是通过雪山微小的变化预测出次生灾害发生的时间,提前预判灾难的发生。重点工作是建立系统模型和算法。
历史机遇
具备硬件条件
我国目前神威·太湖之光究竟有多快?用数字来看,其峰值性能达每秒12.5亿亿次,也因此成为世界首台运行速度超10亿亿次/秒的超级计算机。杨广文曾表示,这台运算最快的超级计算机,性能指标超过第二至第六名5台超级计算机的总和。更为通俗的类比,神威·太湖之光的速度相当于普通家用电脑的200万倍。
新疆北部的冰雪开始融化,堆积一冬天的雪,因为气温升高迅速,部分地区已出现融雪性洪水,每年都会给当地民众带来一定程度的危害。
  从新疆气象局获悉,北疆主要城市中,大多数气温已经升至0℃左右,最高气温出现在被称为“塞外江南”的伊犁州伊宁市,为13℃。
  18日下午,昌吉市三工镇九禾种子公司遭遇融化过快的雪水袭击,并危害其地下库房里大约15吨用于科研的玉米、棉花、小麦种子。当地消防人员联合当地民警和员工把种子搬到安全地带。
  由于气温的升高,乌鲁木齐各区县的积雪融化速度加快,多地出现小量融雪型洪水,洪水沿着道路越聚越多,在地势低洼的地方完全覆盖了道路表面,给行人和车辆带来一定的影响。
  据悉,乌鲁木齐市各区县已24小时派专人值守,以预防融雪性洪水。乌鲁木齐市水务局称,进入春季汛期后,已加大重点行洪通道、险工险段的巡查力度。各区县也已启动防洪工作,加紧对辖区干渠、支渠、排洪沟里的冰雪进行清理。
  被称为“塞外江南”的伊犁河谷是新疆北部升温最快的地方,这里的尼勒克、新源等县的乡镇已先后出现融雪性洪水。
  17日,尼勒克县乌拉斯台乡有村庄出现洪水,为不让村民财产受到损失,当地200余名抗洪人员立即着手建立防洪堤坝,对此前挖好的防洪渠再加固,对洪水冲击下来的泥土进行清理,把特别危险、快要倒塌的棚圈大门拆除,防止次生灾害的发生。
  据悉,2013~2014年冬季,最大积雪深度与历年同期相比,除阿勒泰、富蕴、青河、蔡家湖、呼图壁、达坂城较常年偏薄1~20厘米外,其余大部地区偏厚2~32厘米。
  每年的3月上旬,新疆气象局会同水利、国土、民政等多部门,就新疆春季防汛抗旱形势进行分析会商,认为伊犁河谷、塔城地区南部、博州、北疆沿天山一带有可能出现局部融雪性洪水。
  目前,新疆北部多地已经储备防洪袋、铁丝、铅丝网、水泥、砂石料等防洪物资,并落实抢险机械,以应对突发的融雪性洪水。

 

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