海河流域农业干旱演变情势分析

以受旱率、成灾率和粮食减产率3个指标,利用Mann-Kendall趋势检验方法,分析了海河流域1949-2000年农业干旱的历史演变情势。结果表明:海河流域的农业干旱呈现出显著的增加趋势,达到了1%的显著性水平。其中,受旱率、成灾率和粮食减产率的增加速率分别为4.4%/10 a,2.4%/10 a和0.77%/10 a。总体而言,1980年是海河流域农业干旱的突变点。降水减少和温度上升是流域干旱加剧的重要原因。     

中国水资源利用特征及未来趋势分析

首先对我国过去60多年的用水数据进行整理分析,得出水资源利用时间分布特征:农业用水一直占主导地位,1949—1980年为快速增长期,1980年以后为稳定期甚至下降期;工业用水和生活用水则是在1980年后随着经济快速发展进入激增期。然后,对我国水资源利用空间特征进行分析可知:总用水、生活用水和工业用水呈现南高北低的态势;农业用水和生态环境补水用水呈现北高南低的态势;东、中、西部的用水效率呈现出一定差距,并呈现不同的变化态势。最后,运用情景分析法,分较高、适中和较低3种方案对我国未来10~15 a的需水量进行预测。     

基于ARIMA模型的云南气象干旱预测研究

近年来,云南地区的干旱引起了社会广泛关注。为了对云南省未来一个时期的干旱情况进行预测,利用1961~2013年云南省29个气象站逐月降水和气温资料计算云南各地区标准化降水蒸散指数（SPEI）,并建立了SPEI序列自回归移动平均模型（ARIMA）,对模型参数进行率定和验证后,确定了模型参数和表达式。利用所建立的模型,对云南省各地区2014~2023年年平均SPEI值进行预测。结果显示,未来一段时期内云南各地区气象干旱仍将持续。针对云南的干旱情况,提出了相应的抗旱对策建议。      

基于小波分解的日径流逐步回归预测模型

本文以预测水文站的上游水文站的日径流序列为依据,利用小波分解和重构得到预测水文站及上游水文站的日径流序列在1~4尺度下的概貌分量,然后以各站的原始径流序列及其在不同尺度下的概貌分量为候选预报因子,建立了径流逐步回归多步预测模型。计算实例表明,由于引入了上游水文站的径流序列并提取了各站径流序列的不同尺度下的概貌分量,本文提出的基于小波分解的日径流逐步回归预测模型的预测精度高于小波网络模型和多元自回归模型,能对非凌汛期未来1~3d以及凌汛期1~7d的日均流量进行预测,可为制定水电站未来的发电计划提供科学的依据。     

东北地区农业旱灾时空演变规律分析

文章根据1971-2010年的灾情数据,利用作物异常指数、小波分析等方法对东北地区农业旱灾规律进行分析和预测,发现东北旱灾整体呈现波动上升趋势,未来8-10年将是旱灾频率的相对减弱期.     

黄河上游天然年径流长期变化趋势预测

基于神经网络理论与传统分析方法,采用改进的BP网络算法,利用黄河青铜峡水文站278年(1723~2000年)的天然年径流时间序列,建立了黄河上游年径流长期变化的BP网络预测模型,并以此模型对2001~2050年黄河上游天然年径流变化趋势进行预测分析,结论认为:①黄河上游天然年径流在未来50 a变化的大趋势是丰水时段占优势,且黄河干流天然年径流变化要经历3个不同的时段,即2001~2013年以多年平均水平为基准上下波动的时段、2014~2037年相对丰水时段和2038~2050年相对枯水时段;②用神经网络理论建立了黄河天然年径流中长期BP网络预测模型,模型预测分析的未来几十年黄河天然年径流变化的大趋势是可信的。     

基于灰色系统模型的北京市需水量预测分析

该文在对城市需水量预测方法进行对比分析的基础上,结合城市需水量预测工作的特点和要求,引进灰色系统理论,利用北京市2002-2011年历年的年用水量数据,对总用水量、生活用水、农业用水、工业用水分别建立相应的灰色GM(1,1)模型,模型的精度检验效果较好。需水量预测结果表明,2012-2020年的各类需水量预测结果与未来的规划目标和产业发展趋势保持一致,预测结果可为水资源规划提供科学依据。     

粒子群优化GM(1,1)模型在农业用水量预测中的应用

农业用水量在国民经济总用水量中占有很大比重,对未来农业用水量进行估计和预测是区域水资源合理调配和利用的重要参考。GM(1,1)模型操作简单易行,需要数据量小,引入粒子群算法对模型待估参数加以优化,降低了模型的误差。实例应用结果表明,粒子群优化GM(1,1)模型可以准确预测区域农业用水量,具有一定的实用价值。     

基于灰色GM(1,1)模型的农业用水量预测

介绍灰色理论建模原理和模型参数辨识方法,并以实例(阿克苏地区1995~2005年农业用水资料)建立灰色GM(1,1)预测模型,运用残差检验、后验差检验以及关联度检验3种方法对模型进行精度检验,其模型拟合精度达98.31%。用所建立的模型对阿克苏地区2006~2010年农业用水量进行外推预测,结果表明:该灰色模型用于农业用水量预测,符合其灰色特性,通用性好,并且所需数据少,计算量适中,预测结果与当地实际情况比较吻合。     

基于MIKE BASIN的水资源合理配置方案对比分析——以长吉经济圈为例

针对东北部分地区水资源不足问题,以长吉经济圈为例,为实现该地区未来20年的水资源合理分配与调度,以2015年为基准年,采用灰色关联分析与多元线性回归模型相结合的方法,对2020及2030规划水平年进行需水量预测,分别提出供水效益最大化、经济效益最大化以及用水总量和用水效率双指标约束控制下的三种不同水资源配置方案,并利用MIKE BASIN建立水资源配置模型进行模拟。结果表明:在考虑河道生态基流量的基础上严格控制用水总量和用水效率双指标的方案可以满足研究区经济社会可持续发展长期用水需求;到2020年研究区总需水量为29.461×10~8m~3,只有吉林市工业缺水2 397×10~4m~3;2030年总需水量为33.122×10~8m~3,此时长春市工业、九台工业、双阳农业和工业、公主岭工业以及吉林市的工业和农业均存在少量的缺水,缺水量分别为750×10~4m~3、320×10~4m~3、228×10~4m~3、152×10~4m~3、460×10~4m~3、4 280×10~4m~3、1 070×10~4m~3,但相较于优化配置方案前已大大减少了缺水量。研究成果对该区未来20年的水资源可持续利用具有一定的指导意义。     

西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征

为了解西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征,采用西南地区1968—2017年101个气象站观测资料和8个水文站月径流资料,计算了标准化降雨蒸散发指数(SPEI)和标椎化径流指数(SRI),基于皮尔逊相关系数(PCC)确定了干旱响应时间并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,构建了线性干旱传播模型并确定了西南地区部分流域气象干旱向水文干旱传播的触发阈值。结果表明：西南地区干旱响应时间为2～7月;水文干旱敏感度分布与气象干旱传播率分布较为一致;干旱烈度传播阈值较小的流域,水文干旱事件历时更长。     

我国提高抗旱应急供水能力的对策研究

在分析我国现状抗旱应急供水能力的基础上,根据干旱时期的最低需水要求,指出我国抗旱应急(备用)水源能力建设战略目标。在分析我国抗旱应急(备用)水源工程类型的基础上,针对东北地区、黄淮海地区、长江中下游地区、华南地区、西南地区、西北地区等六大片的特点,提出我国抗旱应急(备用)水源工程建设布局建议,以全面提升我国综合抗旱减灾能力。     

我国连续干旱年特征、变化趋势及对策

对1949～2007年期间我国发生连续重旱以上干旱年的情况进行了统计,分析全国性连续干旱年和各省连续干旱年发生的情况,讨论我国连续干旱年的特征及其分布,并分析产生连续干旱年的影响因素及变化趋势,提出提高农业灌溉率、加强水资源配置、做好连续干旱年应急预案以及增加抗旱资金投入等一系列应对未来连续干旱年的对策。     

未来50年东北地区旱涝演变规律预估

基于东北地区89个气象站点观测数据及IPCC AR4中ECHAM5/MPI-OM模式降尺度的0.5°×0.5°分辨率的月平均降水格点场资料,结合统计学相关系数以及干旱评价指数Z指数,评估了气候模式对该地区降水变化的模拟能力,并对其未来50年东北地区旱涝时空演变规律进行了预估。结果表明:(1)东北区及其各省实测年降水与模拟值时空上拟合度较差,修正后的数据模拟能力有较大提高;(2)未来50年全区及东三省降水呈上升趋势,内蒙古东部地区则呈减少趋势,且具有2015~2034年降水持续减少,2035后干湿交替发生特征;(3)未来东北地区旱涝依然呈广发、频发态势,且洪涝更为突出,旱涝多发区主要集中在三江平原、松嫩平原以及辽河平原等地。     

基于多源遥感卫星数据的桂西北旱情监测研究

为更好地考虑与干旱有关的参数,在利用MOIDS数据的MYD11A2以及MYD13Q1产品构建及VCI和TCI数的同时,结合风云二号卫星降水数据,利用这3种数据构建归一化旱情状态指数SDCI模型,模型的权重系数通过与农业受旱率的关系来确定。然后分别以VSWI和SDCI指数作为旱情监测指标,分析桂西北2010年3月中下旬的旱情,并与实际旱情资料进行比较判断哪个指数更优。结果表明,利用VSWI以及SDCI在桂西北地区进行遥感旱情监测均是可行的,能直观体现出旱情级别的空间分布情况,但SDCI指数能更好的反映区域旱情。     

供水系统水文干旱的识别

本文针对干旱在我国非常突出而且随着经济的发展和社会的进步，修建各种水利工程来对天然径流过程进行入为调节，以满足生产生活需要的现象越来越普遍这一问题，提出一种供水系统水文干旱的识别方法，该方法在潘家口供水系统的水文干旱识别各到了成功的应用。     

基于动态权重系数法的区域综合干旱指标研究

为揭示区域总体干旱程度及其变化特征,以长株潭地区为研究区,在标准化降水指数(SPI)、标准化水位指数(SZI)、标准化区域水资源短缺指数(SSDI)基础上,利用动态权重系数法构建区域干旱综合指标MIDI,结合历史受旱面积率、因旱减少供水量等旱情统计资料,对MIDI的适用性进行分析验证。以长株潭地区11个气象站、12个水文站近几十年实测资料为例,分别采用游程理论和Copula函数法识别干旱事件,并计算其发生频率,采用多尺度统计分析法,对区域综合干旱的演变特征进行分析。研究结果表明:SPI、SZI、SSDI对于不同水源、行业类型干旱评价各具优势,SPI、SSDI年干旱累积烈度与长株潭地区农业受旱面积率相关性相对较高;SZI年干旱累积烈度与城镇因旱减少供水量相关性较高,更适用于依靠地表径流为主要供水水源的城镇干旱地区评价。本研究提出的动态权重系数法,综合考虑了区域产业结构的年际变化、产业需水规律的季节性变化等因素,可反映不同阶段各单项指标干旱对于旱情的主导作用,适用于多种水源和产业类型的区域旱情综合评价;从月、季和年3种时间尺度,分析了长株潭地区MIDI综合干旱的变化特征,结果表明长株潭地区近20 a来极端干旱发生频次呈现波动增加趋势。     

西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应

采用标准化降水蒸散指数和标准化土壤水指数分别表征气象干旱和农业干旱,基于干旱事件三维识别和气象干旱与农业干旱事件对的匹配结果,利用Copula函数条件概率分布和贝叶斯网络概率模型分析了西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应关系。结果表明：基于线性、非线性关系模型及Copula函数条件概率分布确立了西北地区农业干旱对气象干旱的干旱历时、干旱烈度、干旱面积及干旱迁移距离间最优响应关系分别为二次多项式模型、基于Frank Copula函数的非线性关系模型、指数模型和线性模型;建立的气象、农业干旱变量间的响应概率特征曲线可定量预测西北地区不同程度的气象干旱发展为农业干旱的概率;已知气象干旱特征条件下,根据最优响应关系及响应概率特征曲线可对农业干旱特征及其发生概率进行可靠预测。     

南水北调中线工程水源区与海河受水区干旱遭遇研究

基于Copula理论,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立了南水北调中线工程水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年SPEI的联合分布,并结合未来气候模式数据,研究了变化情景下南水北调中线工程水源区与海河受水区各时期干旱遭遇概率变化及其对工程运行风险的影响。研究结果表明:过去几十年,南水北调中线工程水源区与海河受水区总体呈现变旱趋势;在RCP4.5和RCP8.5两种未来气候变化情景下,水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年同旱事件发生概率较现状有不同程度的增加,尤其汛期遭遇同旱和非汛期遭遇同重旱的概率明显增大,增加的幅度分别达到2.99%~6.1%和2.67%~3.63%。在未来变化情景下,水源区与海河受水区干旱遭遇变化可能会对工程运行带来风险,因此,有必要研究相应的适应性对策以保证工程的正常安全运行。     

辽宁省2000年夏季干旱分析

本文针对辽宁省2000年发生的干旱,从大气环流、气候、降水、径流、水资源量等方面,较系统地阐述了各因素的发展规律、特点及物理成因。采用降水指标、径流指标、受旱率进行干旱程度分析。评价出辽宁省2000年干旱为特大干旱。