湖北省干旱分区及各区易旱类型研究

基于湖北省77个气象站和45个水文站长系列逐日资料,分析了湖北省年降雨量、年蒸发量、年干燥度、年径流量Cv值等空间分布规律,并以此为依据对湖北省干旱分区进行修正。通过研究各季干燥度的空间分布规律,分析各类型干旱的空间分布规律,得到各干旱分区的干旱特征,为湖北省防旱抗旱提供科学依据。     

鄱阳湖区干旱的定量判别与变化特征

以7～10月干旱指数和有效干旱天数为综合干旱指标，确定鄱阳湖区1953～2003年历年干旱等级，得到湖区近50a干旱序列，并对其进行频率分析；提出有效干旱天数概念，以有效干旱天数的出现时间为依据分析鄱阳湖区干旱的季节性特征。根据重旱与特旱年份7～10月降水空间分布，分析湖区干旱的空间变化特点。     

台州市2003年旱情分析与防旱研究

2003年,台州市遭遇历史上罕见的持续晴热高温少雨天气,发生严重旱灾,为自1967年以来的特大干旱年份.旱情的特点:干旱时间长、范围广;降雨少、水库蓄水少;空间分布不均;受旱程度重、旱灾损失大.结合历史水文资料分析了此次干旱的成因、发展情势及对策研究,为今后抗旱工作提供借鉴.     

黄河流域干旱时空演变的空间格局研究

干旱因子是突变性和连续性并存的复杂地理要素(即空间异质性和相似性并存),理清其空间分布格局,对于深入认识流域水资源演变规律具有重要意义。本文以黄河流域为例,采用标准化降水指数(SPI)分析流域干旱时空演变规律,基于此,运用游程理论方法从标准化降水指数中识别出干旱发生次数、历时和烈度三种属性变量,并分析季尺度干旱因子的空间分布规律;最后,利用全局和局部Moran’s I指数探究了不同特征变量的全局和局部空间自相关性,确立了流域季尺度干旱因子的空间聚集(离散)位置及其空间分布格局。结果表明:(1)黄河流域四季干旱化程度加剧,下游干旱化程度高于上游,随着季节的变化,同一响应单元存在由湿转干再转湿的变化规律;(2)不同季节,流域旱情空间分布格局差异明显,春季西安及周边区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);夏季黄河源区旱情严重(历时长、烈度大);秋季黄河下游三门峡、孟津和运城区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);冬季宁蒙河段旱情严重,而兰州断面干旱历时和干旱烈度呈现"低高异常"的空间分布格局,旱情可能会加剧。掌握旱情空间分布类型,重点布控"高高聚集"格局区域,可以有效提高旱灾决策的准确度。     

基于Copula函数的雷州半岛气象干旱风险分析

选取雷州半岛作为研究区域,基于区内12个雨量站1966—2015年逐月降雨序列数据,采用6个月时间尺度的标准化降水指数,结合旋转经验正交分解法对区域气象干旱分布进行空间模态分解,并运用G-H Copula函数建立不同空间模态干旱历时与干旱烈度的二维联合分布模型,对雷州半岛气象干旱风险进行分析。结果表明:雷州半岛干旱空间分布可分解成5个空间模态,不同模态对应不同区域,第一空间模态的荷载中心区域位于徐闻大部分区域、第二空间模态的荷载中心位于雷州西部地区、第三空间模态的荷载中心位于湛江市区、第四空间模态的荷载中心位于遂溪西部地区、第五空间模态的荷载中心位于遂溪的东南部及雷州的东北部地区;以100、50、20、10、5、2 a共6个重现期为衡量标准,不同区域之间的干旱历时与干旱烈度联合分布"或"与"且"两种重现期基本接近,反映雷州半岛不同区域出现干旱事件的风险概率基本相同;不同空间模态2年一遇"或"重现期风险率最高,介于53%～56%之间,2年一遇"且"重现期风险率最高,介于44%～50%之间,显示出2年一遇干旱属于雷州半岛主要的干旱事件;对干旱遭遇条件概率和组合条件概率进行分析,显示出在2～6个月干旱历时条件下,2年一遇的干旱烈度是影响区域的主要干旱事件,进一步表明雷州半岛干旱发生频率高。     

ＲCPs 情景下贵州省干旱趋势分析

为探究贵州省未来干旱变化趋势,基于 CMIP5 全球气候模式预估的降水月值数据,利用标准化降水指数(SPI)分析了 2016—2050 年 ＲCPs 情景下贵州省干旱趋势。结果表明: 2016—2050 年间ＲCP2. 6、ＲCP4. 5 和 ＲCP8. 5 情景下贵州省 SPI 指数均呈现增加趋势。除特旱外,ＲCP8. 5 情景下轻旱、中旱、重旱发生频次高于 ＲCP2. 6 和 ＲCP4. 5 情景。2016—2030 年各情景下各干旱等级发生频次较高。不同情景下各干旱等级的干旱频率空间异质性突出。各情景下贵州省干旱站次比和干旱强度均呈现下降趋势,发生全域性干旱年份较多,发生区域性干旱和局域性干旱年份较少。发生轻度干旱强度年份较多,发生中度干旱强度和重度干旱强度年份较少。ＲCPs 情景下贵州省降水增加导致干旱风险降低。研究结果可为干旱监测和农业生产提供参考依据。     

基于特征空间的遥感干旱监测方法综述

遥感干旱监测是干旱监测中一个很有潜力的发展方向,其中研究比较多的是遥感特征空间法。为此介绍了几种具有代表性的遥感特征空间方法,并将其分为3大类,即LST NDVI特征空间法、NIR Red特征空间法和NIR SWIR特征空间法。深入地分析它们的基本原理、方法和适用范围,对各类干旱监测方法存在的问题和发展趋势进行了探讨,指出下一步的研究方向。     

基于小波函数湛江市气象干旱周期分析

选取广东省湛江市作为研究区域,基于区内19个雨量站1966—2015年逐月降雨序列数据,采用6个月时间尺度的标准化降水指数,结合旋转经验正交分解法对区域气象干旱分布进行空间模态分解,利用小波分析对不同空间模态对应的区域进行干旱周期求解。结果表明:湛江市干旱空间分布可分解成6个空间模态,不同模态对应不同区域,区域内干旱周期主要信号最强为9.3 a、最弱为2.1 a,6个模态普遍存在2～6 a震荡周期,与实际干旱发生的周期基本一致。湛江地区干旱呈现周期性变化的原因与厄尔尼诺事件有关,春季降雨和厄尔尼诺的关系更密切,厄尔尼诺对春旱的影响更为持续和显著。     

RCPs情景下贵州省干旱趋势分析

为探究贵州省未来干旱变化趋势,基于CMIP5全球气候模式预估的降水月值数据,利用标准化降水指数(SPI)分析了2016—2050年RCPs情景下贵州省干旱趋势。结果表明:2016—2050年间RCP2. 6、RCP4. 5和RCP8. 5情景下贵州省SPI指数均呈现增加趋势。除特旱外,RCP8. 5情景下轻旱、中旱、重旱发生频次高于RCP2. 6和RCP4. 5情景。2016—2030年各情景下各干旱等级发生频次较高。不同情景下各干旱等级的干旱频率空间异质性突出。各情景下贵州省干旱站次比和干旱强度均呈现下降趋势,发生全域性干旱年份较多,发生区域性干旱和局域性干旱年份较少。发生轻度干旱强度年份较多,发生中度干旱强度和重度干旱强度年份较少。RCPs情景下贵州省降水增加导致干旱风险降低。研究结果可为干旱监测和农业生产提供参考依据。     

基于温度植被干旱指数的三花间流域旱情监测

利用三花间流域的MODIS数据提取归一化差值植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST),构建LST/NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数,对2002年4月份的三花间流域进行旱情分级统计,并与当地气象站实测的平均相对湿度和平均气温进行回归分析.结果表明:利用温度植被干旱指数进行三花间流域旱情监测能够较好反映当地旱情.根据温度植被干旱指数与地表温度以及归一化植被指数之间的关系,建立旱情监测模型.     

鄱阳湖口生态水利工程方案探讨

维系良好的水生态环境,是环鄱阳湖地区经济发展的重要保障和支撑,也是实现人水和谐的前提条件。针对鄱阳湖水文特性和近期存在干旱等问题,并考虑到三峡工程建成运行后对鄱阳湖生态环境的潜在影响,藉此探讨了鄱阳湖控制工程建设的必要性及其原则,进而借鉴国内外经验,从生态环境保护角度,提出了一个仿都江堰式的生态水利工程设计概念方案。该方案能够遵循河流湖泊自然规律,在不影响防洪和江湖联通性的前提下,适度调控鄱阳湖与长江之间的水力联系,尽量保持湖区水位变化平缓、延缓汛后湖水外泄,以避免湖区出现不利于生态环境和社会经济发展的极端洪涝和干旱;而且该方案与环鄱阳湖生态经济区建设相协调,具有明显的生态效益和景观效应,能够促进该地区生态旅游文化发展。     

基于GIS的鄱阳湖区生态数据库和信息共享服务平台构建

为了不仅能从宏观尺度上反映鄱阳湖区生态状况以及时间和空间的动态变化,同时还能追溯到生态系统的某些变异和影响,本文以鄱阳湖区为对象,通过综合分析鄱阳湖区特征及生态建设需求,在遵循生态评价指标选取的原则基础上,初步构建了能够反映鄱阳湖区的自然地理、社会经济、水环境、水生态、水利工程等综合功能的3级生态指标体系.通过运用计算机网络、数据集成、信息处理和数据库等技术构建了具有实用价值的鄱阳湖区生态数据库和信息共享服务平台,为鄱阳湖区的生态综合治理提供全方位的数据服务和技术支持.     

水文变异条件下基于Copula函数的非一致性干旱频率分析方法——以鄱阳湖为例

受环境变化的影响,时间序列的非一致性已对干旱频率分析造成越来越多的影响。针对目前干旱频率分析对时间序列“非一致性”考虑不足的问题,提出通过对时间序列的变异诊断、分时段干旱特征变量提取、Copula联合分布函数构建等过程,对水文变异条件下的非一致性干旱频率进行分析。以鄱阳湖为研究对象,采用非一致性干旱频率计算方法对湖口站1955—2015年的水位序列进行分析。结果显示:湖口站水位序列于2003年出现了跳跃向下的变异,水位变异后的干旱历时和干旱烈度比变异前均有所增大,同频率干旱事件的重现期存在较大幅度的缩减。鄱阳湖区有关水资源管理部门应尽快对干旱应对措施作出相应的调整,以适应水文变异带来的挑战。     

鄱阳湖数字4D产品生产与应用

通过介绍鄱阳湖区数字4D产品生产的全过程,阐述了如何应用4D产品建立鄱阳湖地理信息系统,进而提供空间数据查询、检索、更新、维护等功能,以便为鄱阳湖地区洪水管理、防洪减灾、规划设计等提供决策支持.     

鄱阳湖干旱多尺度特征及其与月均水位的相关性

以鄱阳湖13个气象站1957~2013年的逐月降水量、平均气温、各站点纬度和同期水位站逐月平均水位为实验数据,分别计算1、3、6、12、24、48个月尺度下标准降水指数(SPI)和标准降水蒸散指数(SPEI)时间序列,并利用Morlet小波分析理论,分析了该序列多时间尺度变化特征。基于Mann-Kendall检验,分析了鄱阳湖气象干旱趋势特征;利用Spearman秩相关系数,研究了不同时间尺度SPI和SPEI序列与月平均水位的相关关系。研究表明,鄱阳湖流域SPI和SPEI序列存在约68个月变化的主周期,两个主要特征时间尺度变化的强分布;气象干旱与湖水位的相关关系随时间尺度的增大而减弱。     

鄱阳湖区圩堤建设回顾与思考

本文介绍了鄱阳湖区圩堤基本情况,回顾了圩堤建设,分析了湖区圩堤存在问题以及当前经济社会形势下圩堤防洪新要求,提出了湖区圩堤后续建设的对策和建议。     

鄱阳湖悬浮物重金属污染及潜在生态风险评价

为了分析鄱阳湖悬浮物重金属的潜在生态危害,实地采集水样分析了悬浮物重金属的含量及污染特征。根据分析成果,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价了鄱阳湖悬浮物重金属污染程度。分析评价结果表明：鄱阳湖南湖区的悬浮物重金属潜在生态危害大于北湖区;具有潜在生态危害的主要重金属是Cd和Cu;鄱阳湖大部分区域已达中度以上危害程度,轻度危害水平区域只占1/8;悬浮物重金属的赋存含量不仅与其赋存方式有关,与元素本身也有关联性。     

2022年鄱阳湖流域特大干旱特征及未来应对启示

为深刻判明2022年鄱阳湖流域特大干旱特征及其影响,认清新形势下干旱灾害防控和风险管理机制策略等的改进方向,对2022年干旱发展过程进行多因素分析,应用标准化降水指数(SPI)对近72年来干旱年际、年内分布演变特征进行了多尺度分析。结果表明：(1)2022年高温持续时间之长、降雨量之少和江河湖泊水位之低均创造新的纪录,干旱发展过程急促、影响范围大、持续时间长;(2)鄱阳湖流域涝旱转换较为多见,2022年涝旱急转特征尤为显著,7—10月是1951年有记录以来最严重的夏秋气象干旱;(3)由于防御体系逐步完善,虽然遭遇有记录最严重的气象干旱,但引发的灾害程度相对其他重旱年偏轻;(4)复合环境下的旱灾涉及因素多而复杂,针对本轮干旱暴露的短板,需根据灾害风险管理理论,进行自上而下的旱灾防御体系研究,创新防御思维与措施,提高区域旱灾防御能力。     

鄱阳湖围垦对洪水影响的分析

利用典型年交叉调洪计算方法，确定鄱阳湖围垦的洪水位效应值；分析洪水位的围垦效应，退垦效益，再围垦效应与围，退垦面积的关系，探讨围垦对鄱阳湖洪水位的影响程度和适宜退垦还湖面积。     

近60年来长江对鄱阳湖倒灌水量的变化特征

鄱阳湖是长江中下游典型的通江湖泊,其出流特征及水位涨落同时受五河及长江来水的双重影响,进而形成较为复杂的江湖水文情势关系。为研究长江对鄱阳湖作用的变化规律,依据鄱阳湖五河以及出湖控制水文站1956—2016年水文数据,探讨长江对鄱阳湖倒灌水量的变化规律。研究结果表明:鄱阳湖五河七口控制站2003—2016年年平均径流量相比1956—2002年有所降低。鄱阳湖倒灌水量、倒灌天数均与汉口站来水和鄱阳湖入湖水量之差呈较好的正相关关系。2003年后,三峡水库的蓄水或放水在一定程度上影响了江湖作用的季节变化和鄱阳湖流域的旱涝机遇,一定程度上减少了长江对鄱阳湖的倒灌频次。通过对倒灌水量和倒灌天数的分析可知,在1960年代、1980年代和21世纪初,长江上中游来水对鄱阳湖的作用相对强烈;而在1970年代、1990年代和2010年以后,长江上中游来水对鄱阳湖作用较弱。研究成果对于认识变化条件下长江与鄱阳湖江湖关系变化规律具有重要意义。