基于标准径流指数法的汾河上游水文干旱等级划分研究

以汾河上游为例,选取标准径流指数(SRI)为研究指标,分析上静游、汾河水库和兰村三座水文站1956~2000年实测年径流丰枯变化情况,基于SRI划分无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱五个等级并获得了等级间的界限值,进而对汾河上游水文干旱等级进行了划分。结果表明,基于SRI的等级划分能够很好地反映汾河上游径流量的正偏性,在不同时间尺度下具有明显的一致性;中旱、重旱在汾河上游发生的概率较大,未来抗旱措施应主要集中在重旱区。     

不同水文干旱指数在天山西部山区的适用性分析

为了更好地指导天山西部山区干旱早期预警及防灾减灾工作,基于区域水文干旱指数、标准化径流指数、径流距平指数和径流Z指数,从与历史干旱事件的相符性和典型干旱事件的甄别能力等方面评估了1960～2014年天山西部山区喀什河流域的干旱特征。结果表明,区域水文干旱指数监测干旱效果最为准确,能够全面识别和反映研究区的干旱特征,主要原因是该指数充分考虑了对干旱发生起决定作用的降水、径流要素。总体上,研究区干旱呈减弱趋势,尤其在1980s以后干旱缓解更为明显。     

汾河上游水文干旱时空演变特征分析

以汾河上游四个水文站月径流资料为基础,选取常用的六种概率分布拟合了月、季、年时间尺度下的径流量,并进行了拟合优度检验,判断出汾河上游水文站不同时间尺度下径流服从的最佳分布函数,根据最佳分布函数计算标准化径流指数,分析不同时间尺度下的水文干旱时空变化特征。结果表明,汾河上游不同站点在不同时间尺度下服从的概率分布并不统一;不同时间尺度下四个水文站的标准化径流指数变化具有较好的一致性;1956~2000年标准化径流指数总体呈下降趋势,水文干旱逐年加重;西北部干旱程度逐渐减轻,东南部干旱严重程度逐渐加重。     

不同气象干旱指数在天山南坡的适用性分析

为更好地指导生态环境极其脆弱区域的抗旱减灾工作,基于天山南坡13个气象站点1961～2016年的气象数据.采用标准化降水指数(SSPI)、标准化降水蒸散指数(SSPEI)、综合气象干旱指数(CCI)和改进的综合气象干旱指数(MMCI),从干旱年际变化、干旱频率、典型干旱过程与空间分布等方面评估其在该区域的适用性.结果表...     

ENSO事件对渭河流域气象干旱和水文干旱的影响

利用渭河流域1960~2012年13个气象站的逐日降雨资料和三个水文站的径流资料,分析ENSO事件对该区域的降雨、径流、气象干旱和水文干旱的影响。结果表明,ENSO事件对渭河流域的降雨量和径流的影响较为明显,尤其是在7、8、9、10月;EI Ni1o事件对降雨量/径流有减少作用,而La Ni1a事件对降雨量/径流有增加效应;ENSO事件对径流的影响具有空间和时间的差异性,且由下游到上游逐渐变大;渭河流域共发生142次气象干旱和76次水文干旱,发生气象干旱和水文干旱平均持续时间分别为2.56、3.40个月,气象干旱和水文干旱发生次数呈增加趋势;ENSO事件对气象干旱和水文干旱的影响较大,经过卡方检验,在10月EI Ni1o事件和La Ni1a事件与气象干旱的发生有显著(α=0.05)关系,同时10月EI Ni1o事件和水文干旱的发生也有显著关系。     

基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价

基于云南省昆明站、楚雄站、蒙自站、腾冲站及德钦站5个气象站1951～2008年气象资料,运用帕默尔干旱指数法分别计算各站逐月干旱指数,并统计各站年、季发生干旱的频率。结果表明,1951～2008年期间,德钦站发生干旱的频率较大,楚雄站发生干旱的频率相比于其他4站较低,但其发生极端干旱的频率高于其他4站;昆明站秋季易出现干旱,发生干旱的频率为29.3%,腾冲站春季较易发生干旱,发生干旱的频率为32.9%,蒙自站、德钦站及楚雄站均在冬季易出现干旱情况,3站发生干旱的频率分别为37.9%、37.0%、27.4%,楚雄站四季发生极端干旱的频率均大于其他4站。     

云南省干旱时空分布规律

干旱是云南省主要自然灾害,开展干旱时空分布规律研究很有必要。基于196个水文气象台站降水量资料,以降水量距平百分率(Pa)为指标划分干旱等级,统计各级别干旱发生频次,并利用ArcGIS生成不同级别干旱频次栅格图。结果表明,云南省轻度、中度、严重、特大干旱的平均频次分别为15.8%、5.8%、1.7%、2.3%;春、秋两季轻度干旱发生频次较高,高频次区域面积分别占全省的77.4%、51.1%;冬季发生中度及以上干旱的频次明显偏高,其中中度、严重、特大干旱的平均频次分别为11.2%、4.8%、7.9%,且中高频次的严重干旱、特大干旱基本发生在冬季。可见云南省干旱时空分布差异明显,春、秋两季易发生轻度干旱,冬季各级别干旱均易发生,夏季不易发生干旱;轻度干旱高频次区分布于全省各地;中度和严重干旱高频次区域主要位于滇中、滇西南、滇东南和滇中偏西北地区,特大干旱高频次区域分别位于滇中北部和滇西南地区。     

Copula函数在漳河上游联合干旱特征分析中的应用

为综合描述漳河上游干旱事件,选取月降水数据计算标准化降水指数,应用游程理论识别干旱历时和干旱强度两种干旱特征变量,并采用Copula函数构建两种干旱特征变量间的联合分布,探究干旱特征的时空分布。结果表明,漳河上游2001～2020年发生频率最高干旱事件为3个月历时干旱,干旱强度范围为2.24～4.92;干旱历时和干旱强度间存在强正相关性,Frank Copula函数为二者最优联合分布;干旱特征联合重现期范围为18.56～23.94年,在漳河上游西北和东南流域表现2个干旱高风险区,同现重现期范围为22.25～31.94年,在西北、东北和东南流域表现3个干旱高风险区。联合分布综合分析了干旱事件,可为全面评估旱情提供科学参考。     

历史洪水对水文频率分析不确定性的影响

针对水文频率分析过程中因模型选择和数据资料短缺引起分析结果不确定性问题,基于Bayesian MC-MC模型,将史料记载的定性洪水资料应用于水文频率分析中,并以西江流域梧州水文站为例进行洪水频率分析。结果表明,数据资料长度对水文频率分析结果的不确定性影响很大,且该模型应用于水文频率研究不仅可定量评估分析结果的不确定性,还可利用历史特大洪水信息有效降低分析结果的不确定性。     

长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

基于贝叶斯理论的水文线型参数不确定性分析

针对水文频率计算线型参数估计结果存在误差与不确定性及相应水文设计结果存在风险等问题,提出了基于贝叶斯理论的水文线型参数不确定性分析方法及相应的水文频率计算方法.通过贝叶斯采样得到所选线型中参数的后验分布并计算参数后验分布特征值确定不同置信区间,定量分析和描述线型参数的不确定性,根据参数的后验分布求得指定频率对应水文设计值的概率分布,在分析设计值概率分布特征值及不同置信区间的基础上,实现对水文设计结果不确定性和风险性的定量描述和估计.实例分析结果表明,水文线型参数及水文设计结果的不确定性客观存在,该方法用于研究线型参数不确定性行之有效,作出"概率值"的概率预报结果合理可靠.     

基于标准化降水指数与Z指数的萍乡市干旱特征分析

基于萍乡市6个监测站点1965～2013年的逐月降雨资料,结合历史干旱资料对比分析了标准化降水指数及Z指数在萍乡市干旱评估中的适用性,并从干旱频率、覆盖范围及强度角度分析了年际和季节干旱特征。结果表明,标准化降水指数在月尺度和季尺度上对萍乡市干旱识别能力优于Z指数,在年尺度上二者表现基本一致,前者更适用于分析萍乡市干旱特征;年尺度上,轻旱及中旱多发于莲花县及芦溪县南部,重旱和特旱则多发于湘东区、上栗县及芦溪县北部,干旱强度和影响范围均呈增大趋势;季尺度上,春旱多发于湘东区、莲花县,夏旱、冬旱多发于中部和东西部,秋旱则多见于湘东区、莲花县和芦溪县,四季干旱具有全域性和局域性特征且多为轻、中旱,冬旱覆盖相对均匀,其余三季干旱覆盖范围呈缩减趋势。     

卫星降雨在流域水文设计中适用性分析

为获取雨量站网稀疏或缺资料地区的降雨径流设计值,假定历史时期花园流域内仅有一个雨量站,借助流域31年(1983～2013年)PERSIANN-CDR卫星反演日降水数据,建立由雨量站与卫星降雨推求流域平均雨量的方法,利用新安江模型模拟日流量,并推求径流设计值,与实际值对比来检验卫星降水反演水文设计值的可行性。结果表明,直接利用PERSIANN卫星反演流域降雨误差较大,采用基于雨量站降雨与卫星降雨的人工神经网络(ANN)法计算流域平均降雨的精度有大幅提高;各雨量站模拟情景下日径流模拟确定性系数变化范围在0.50～0.79之间,年最大1、3、7d各频率设计流量与实测系列相对误差多数在20%以内,可为流域水文设计提供参考。     

中国干旱频率分析分区探讨

干旱频率分析是水资源规划设计和旱灾风险管理的基础,其分析指标的合理选取依赖于不同下垫面的空间特征。选择降雨、气温、日照时数、高程、土壤类型和年径流深等影响干旱的主要因素描述不同地理区域干旱现象在气象、地貌和水资源等因素上的空间差异,并基于这些因素的空间差异性和相似性,采用定性和定量相结合的方法对中国干旱频率分区进行了研究。通过在地理信息系统平台上构建分区因子图层,并利用等值线叠加法划分出10个在空间上具有相似性的地理区域作为中国干旱频率分析的一级大区,为中国不同区域选择适宜指标进行干旱频率分析提供了参考。     

不同干旱评估方法在滇中地区的适用性研究

不同干旱评估方法对干旱的识别能力不同,研究适合滇中地区的干旱评估方法很有必要。基于滇中地区月降水量、农作物受旱面积、因旱临时饮水困难人口和因旱粮食减产量资料,对比分析了降水量距平百分率(P a)、标准化降水指数(S PI)、Z指数(Z)、农作物受旱率(I)、因旱临时饮水困难人口比率(Y)五种干旱评估方法确定干旱等级的一致率。结果表明,年尺度上,P a、S PI、Z确定的干旱等级平均一致率在74%~82%之间,季尺度上三种方法的平均一致率在40%~57%之间;I、Y的平均一致率为54%。P a、S PI、Z与I、Y确定的干旱等级在年尺度上差异较大,而在季尺度上P a确定的干旱等级与I、Y确定的干旱等级的一致率较高;P a相对其他四种方法更适合用于滇中地区的干旱评估。     

汾河上游水文干旱与气象干旱的关系

为分析汾河上游水文干旱与气象干旱的关系,基于汾河上游4个气象站1956~2000年月降水量、月平均气温资料建立流域标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),并根据4个水文站同期月径流资料建立各水文站标准化径流指数(SRI);对1、3、6、12个月4个时间尺度的指数进行趋势分析,然后分析各水文站4个时间尺度的SRI与流域SPI、SPEI的相关性,最后采用时移互相关分析、回归分析研究水文干旱对气象干旱的滞后性。结果表明,汾河上游呈干旱化趋势;各站水文干旱与气象干旱间的相关系数随时间尺度的增加而增加,都通过了显著性检验;相同时间尺度下,4个水文站水文干旱与气象干旱相关程度差异较弱;SRI与SPEI的相关程度较SRI与SPI更为紧密;12个月时间尺度下,汾河水库、寨上、兰村SRI表征的水文干旱滞后于以SPEI表征的气象干旱约1个月。     

陆面水文模式Noah-LSM在赣江上游区的适用性研究

为合理评估未来气候变化下赣江上游区的水文响应机制,基于赣江上游峡山水文站以上集水区域6个气象站点1961～2014年逐日气象资料和2008～2014年中国陆面数据同化系统土壤含水率产品,采用NoahLSM陆面水文模式进行历史流量和土壤含水率过程模拟,评估Noah-LSM在赣江上游区的适用性。结果表明,Noah-LSM模拟的率定期和验证期日流量模拟过程确定性系数分别为0.857、0.750,模拟的土壤含水率过程与中国陆面数据同化系统产品基本吻合。Noah-LSM能合理模拟研究区的流量和土壤含水率过程,且在赣江上游区具有良好的适用性。     

多变量水文联合分布方法及Copula函数的应用研究

简介了水文事件中的多变量联合分布计算方法,系统总结了Copula函数的原理、性质、水文计算中常用的函数类型、参数估计方法及拟合检验方法,探讨了Copula函数在水文方面的应用前景.     

澜沧江—湄公河流域气象干旱时空分布特征分析

以澜沧江—湄公河流域为例,基于38个气象站1977～2010年降水资料,采用标准化降水指数(SPI)、干旱频率、干旱覆盖范围及干旱重心分析了流域气象干旱时空分布特征。结果表明,干旱强度与覆盖范围随时空分布呈规律性变化,年际变化较大,雨季变化趋势不明显,旱季呈显著下降趋势。该方法计算简单易行、资料易获取、稳定,可用于不同时空的干旱监测与评估。     

基于C_I指数的贵州省干旱时空变化规律研究

贵州干旱频发,亟需采用合理的干旱指标分析研究干旱发生的时空变化规律,指导抗旱工作。与单项干旱指数相比,综合气象干旱指数(CI)同时考虑了降水和蒸散能力对干旱发生的累积效应,更能精确地反映不同的干旱状况。验证了CI指数在贵州的适用性,采用统计分析法研究了贵州省50年来干旱发生的频率、范围和强度。结果表明,贵州省年干旱发生频率很高;全年干旱频率分布从东北向西南逐渐增高;四季中,春旱发生频率最高,由西南向东北呈递减趋势,夏旱南北差异不显著,秋旱发生频率呈现自西北向东南逐渐增高的条带状分布规律;干旱持续日数和干旱强度呈周期性变化。