实际抗旱能力下的南方农业旱灾损失风险曲线计算方法

基于前期研究提出的4种假定灌溉条件下季节性干旱频率-旱灾损失率定量关系曲线,针对不同频率干旱发生时来水条件存在的差异与实际抗旱能力的不同,研究在变化的实际抗旱能力下,农业季节性干旱频率和旱灾损失率之间的定量关系,以此计算出实际抗旱能力下农业旱灾损失风险曲线。首先,以干旱期间供水满足需水的比例作为抗旱能力指标,分别建立抗旱能力指标-来水频率、干旱频率-干旱烈度保证率之间的关系曲线,以干旱烈度保证频率表征来水频率,进而得出各次干旱过程的抗旱能力指标与干旱频率的一一对应关系。然后,利用Copula函数计算干旱频率,通过EPIC模型模拟水稻产量并计算损失,建立干旱频率-假定灌溉水平-旱灾损失率三者间关系。最后,根据抗旱能力和干旱频率的对应关系,并以抗旱能力指标反映灌溉水平,可推得现状水平年实际抗旱能力下的干旱频率-旱灾损失率曲线。在湖南株洲市水稻旱灾损失风险计算的应用实例表明,实际抗旱能力下双季早稻夏季5—7月干旱频率-旱灾损失率之间,基本呈半对数函数趋势关系。对比历史旱灾损失调查结果,当发生2、5、10年一遇的干旱时,旱灾损失率的实际调查结果与理论计算值的相对差值分别为1.69%、-5.33%和-4.81%。     

区域抗旱能力评价研究进展

干旱灾害是中国最主要的自然灾害之一，对中国经济社会高质量发展带来了重大威胁。开展区域抗旱能力评价，对抵御干旱灾害风险开展抗旱减灾工作具有重要的意义。在阐述抗旱能力概念与内涵的基础上，回顾了目前区域抗旱能力评价的两类方法：基于构成要素多指标的综合评价法和基于水量供需关系的定量评价法；总结了现有评价方法存在的3个不足：即理论体系与指标选取问题、评价结果的不确定性问题、评价结果的适用性问题。指出未来研究应注重评价指标体系基础数据的准确性与合理性，加强智能评价方法研究，运用多学科方法开展动态评价。研究成果可为区域抗旱减灾研究提供支撑。     

基于用水效益函数的城市干旱损失评估方法

为定量评价干旱对城镇地区缺水和产业损失的影响,选取以地表径流为供水水源的湘江干流株洲段为研究区,基于水量平衡原理构建城市干旱指标(CWSI),以月为尺度,计算不同来水频率下区域可供水量、不同产业类型需水量。分别从水量短缺、水位取水困难两种角度,计算湘江株洲段1960—2018年历史来水情景下月尺度区域缺水量和干旱指数(CWSI)。采用经济学领域HARA函数反映经济效益随用水量的变化关系,进而得到缺水量-干旱损失响应关系。在此基础上,构建基于效益最优的缺水量配置动态优化模型,计算不同干旱程度下不同类型产业缺水配置规模,并采用抗旱定额法对配置成果进行验证,进而计算缺水量对应的干旱损失。依据CWSI指数变化,计算不同干旱等级下不同类型产业缺水损失;在多年平均缺水损失曲线基础上,依据当前月来水变化和前期来水亏缺,绘制典型年干旱动态损失变化曲线。研究结果表明:城市干旱具有边际损失高、发生频率低的特点,符合基于HARA用水效益函数构建的缺水损失变化规律,研究成果可为城市干旱风险评价、预警及抗旱定额管理提供理论依据。     

基于联系数的安徽省抗旱能力综合评价模型

为合理确定区域抗旱能力评价指标体系及其评价等级标准,在随机、模糊等不确定性影响因素下建立了有效的抗旱能力定量评价模型,利用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和变异系数法分别计算了指标的主客观权重,建立了基于联系数的抗旱能力综合评价模型。该模型从样本、子系统、指标3个层次表达评价样本的抗旱能力,并采用置信度准则对评价结果进行了补充验证。运用该模型综合评价了安徽省17个地级市2007年的抗旱能力,提出了提高抗旱能力的建议。结果表明:①提高农业用水效率、改善种植结构是增强安徽省抗旱能力的有效途径之一;②抗旱能力建设必须在科学的指导下分阶段、有的放矢地进行,短期内应加强工程与非工程抗旱能力建设,长期抗旱能力建设主要是提高科技抗旱水平以及生态抗旱能力,实现人与自然的和谐共处。     

区域抗旱能力评价技术开发与应用

在讨论抗旱能力的内涵和构成的基础上,提出了区域抗旱能力评价方法,并对我国30个省级行政区(不含台湾和上海)区域抗旱能力进行了评价,分析了我国各省级区区域抗旱能力的地域分布情势和存在问题。     

云南南盘江上游旱灾风险定量评估研究

以农业干旱灾害风险为研究对象,采用主成分分析法构造干旱综合表征指数来计算干旱频率,利用AquaCrop模型定量评估一定抗旱能力下的因旱作物损失,据此构建干旱频率-抗旱能力-旱灾损失之间的关系,用于定量评估旱灾风险。对南盘江上游西桥水文站以上区域进行实证研究的结果表明,在现状抗旱能力水平下,区内陆良县属于干旱易发区;当遭遇相同程度干旱时,陆良县与沾益县、麒麟区相比,其因旱作物损失率相对较大,这与实际情况相符;在现状抗旱能力水平下,研究区域遭遇百年一遇大旱时,其因旱作物损失率在15²0%之间。     

基于可变模糊集理论的宿州市抗旱能力评价

以淮北平原宿州市为例,在分析影响区域抗旱能力主要因素的基础上,建立抗旱评价指标体系,应用可变模糊集模型对宿州市2007年的抗旱能力进行综合评价。结果表明,宿州市抗旱能力水平较弱。在分析宿州市自然特征以及发展情况的基础上,对提高宿州市抗旱能力水平提出了相应的政策建议。     

云南大理州加强水资源调度提高抗旱能力研究

做好水资源调度是抗旱能力建设的有效途径,通过对云南大理州在连续几年干旱中的水资源调度情况分析,得出基础设施薄弱、调度能力不足、统筹协调不到位等是制约水资源综合调度的主要影响因素,提出通过采取加强基础设施建设、加强调度能力和实行区域水资源综合协调调度等措施来提高水资源利用效率,从而达到提高抗旱能力的目的.     

江苏淮安市抗御2019年特大干旱实践与思考

特殊的地理位置及气候条件决定了水旱灾害是淮安市的“心腹大患”,防汛抗旱历来是淮安治水管水的重心。2019年3—12月,淮安市降雨异常偏少,上游来水持续偏枯,发生了新中国成立以来最严重的春夏秋冬四季气象干旱。通过分析淮安市2019年雨情水情及干旱特点,总结抗旱工作经验做法,提出进一步优化配置水资源、提升精准调度水平、加快研究调整洪泽湖汛限水位、研究实施南水北调东线二期工程进一步提高抗旱能力等建议。     

重大水事信息

中国将在黄河流域实施首套流域抗旱预案：中国第一套流域抗旱预案——《黄河流域抗旱预案》（试行）已于6月3日颁布，将于7月1日起实施。《黄河流域抗旱预案》（试行）由黄河防汛抗旱总指挥部根据国家防办的要求和《黄河水量调度条例》的规定编制。根据黄河流域及供水区水情和旱情，预案主要处置事件分为以下三类：流域及供水区发生大范围严重干旱或城市供水危机（即区域干旱）；     

2022年长江流域极端干旱事件及其影响与对策

2022年7月以来,长江流域遭遇从1961年有完整气象观测记录以来最严重的特大干旱事件,引起社会广泛关注。本文基于长系列历史资料,统计分析了长江流域历史典型干旱及其致灾情况;剖析了2022年长江干旱发生的成因及特点;提出了科学抗旱减灾和综合施策的思考。分析表明：长江流域干旱发生成因受全球气候等多因素影响,尤其大气环流异常,夏季梅雨期过短,入陆台风少,副热带高压长时间大范围控制等,导致了流域大范围降雨量和径流量显著减少;长江干旱具有周期性特点,其中严重及极端旱灾中下游发生概率高于上游;2022年干旱显著特点是极端高温地区和范围具有实测记录以来第一,夏秋连旱问题十分突出。但是由于流域抗旱能力提高显著,严重干旱至今尚未引起严重旱灾。未来抗旱减灾的重点是,科学认识干旱的自然属性和成因;在进一步完善流域和区域水网及水利工程建设基础上,着力提高抗旱能力的基础建设,要加强以减轻重大干旱风险为主要目标的预警预报和调度等非工程措施,建立流域水旱减灾风险管理体系和适应性管理系统。     

抗旱保水剂应用特性的实验研究

应用抗旱保水剂是近年来发展较快的一种非工程节水灌溉措施，在实际应用中，土、肥、水等多种因素对保水剂持水能力有很大影响。本文通过大量试验，对保水剂在各种应用条件下的持水特性进行了定性研究，提出了应用保水剂应注意的问题并提出若干建议。     

基于地下水埋深的区域干旱频率分析研究

以地下水埋深为水文干旱指标，在分析研究区实际旱情发生频率的基础上，采用相邻时段地下水埋深变化的累积频率法，识别由地下水干旱历时和干旱烈度组成的干旱特征变量值，并从降水的角度，分析了用相邻时段地下水埋深变化表征干旱的合理性。在采用适线法确定单个干旱特征变量累积分布的基础上，利用Copula函数构建了干旱历时与干旱烈度间的联合分布，并计算了相应的干旱重现期。对淮北平原砀山县的地下水干旱频率分析结果表明：基于相邻时段地下水埋深变化的累积频率法，识别的干旱历时和干旱烈度及其对应的干旱重现期与砀山县实际受旱情况相符。提出的基于地下水埋深的区域干旱频率分析法，概念清晰，在其它类似的平原区域具有推广价值。     

基于水量供需平衡分析的江淮丘陵区塘坝灌区抗旱能力评价

综合考虑气象条件、农业种植结构及塘坝建设情况,提出了基于水量供需平衡分析的塘坝灌区抗旱能力概念及其计算模型.应用结果表明:江淮丘陵区5地市及全区塘坝灌区抗旱能力在20世纪60年代达到了历史上较高的水平,此后呈波动下降趋势,至21世纪初又有所提高,客观地反应了50年代至今江淮丘陵区塘坝灌区抗旱能力的历史演变特征;塘坝塘容、作物水旱比和复种指数对塘坝灌区抗旱能力影响较大,建议从增加塘坝蓄水量、调整种植结构合理性两方面采取供需双侧管理措施来进一步提高塘坝灌区抗旱能力.该模型直观,计算结果符合实际情况,可应用于塘坝灌区抗旱能力计算.     

基于地下水埋深的区域干旱频率分析研究

以地下水埋深为水文干旱指标,在分析研究区实际旱情发生频次的基础上,采用相邻时段地下水埋深变化的累积频率法,识别由地下水干旱历时和干旱烈度组成的干旱特征变量值,并从降水的角度,分析了用相邻时段地下水埋深变化表征干旱的合理性。在采用适线法确定单个干旱特征变量累积分布的基础上,利用Copula函数构建了干旱历时与干旱烈度间的联合分布,并计算了相应的干旱重现期。对淮北平原砀山县的地下水干旱频率分析结果表明:采用基于相邻时段地下水埋深变化的累积频率法所识别的干旱历时和干旱烈度及其对应的干旱重现期与砀山县实际受旱情况相符。该方法概念清晰,可在其它类似的平原区域采用。     

牧草节水灌溉若干理论问题研究

牧草长期在亏水环境中生长，形成一定的抗性。本文从这一水分生理角度出发，在研究牧草适旱生理生态演化和干旱半干旱草地牧草的经济耗水量的基础上，应用动态规划进行了节水灌溉制度的优化决策。     

水量平衡原理在区域供水计量中的应用

结合盐城市市级供水计量工程阐述了水量平衡原理在区域供水计量中的应用,根据陶舍小区试验建立相应的水量平衡计算模型,提出了模型中各要素的计算方法,并利用2002-2003及2003-2004年度的实测资料进行了验证。结果表明,利用该模型计算出的2个年度的水量平衡误差均在允许范围内,该试验区域水量处于平衡状态,该水量平衡模型能够用于区域供水计量分析中。     

大型灌区骨干水库分期旱限水位研究

水库作为常见的重要水利工程设施,在区域水资源承载力水量、水质、水生态和水流更新等要素调控中具有举足轻重的地位和作用,在降水径流减少的枯水季节显得尤其重要。旱限水位是水库在低水位调度运行的控制性特征水位,其合理设置与科学运用对区域水资源高效利用意义重大。为此以淠史杭灌区梅山水库的来水特性和用户需水特性为基础,首先采用Hausdorff维数分形方法划分了梅山水库入库径流干旱预警时段,进而通过不同水平年各预警期内来水、供水调节计算了初始旱限水位:旱警水位和旱枯水位,并以水库灌区水资源系统长系列模拟模型及优化模型为依托,优化确定了梅山水库不同预警期的旱限水位,最后分别从水库运行、灌区灌溉、生产生活供水、生态用水以及水力发电等多角度评估了旱限水位的合理性,为水利部门指导水库灌区抗旱运行,制订相应抗旱预案提供技术参考。     

基于降水量波动性的抗旱应急预留水量确定方法

为了科学配置抗旱应急水量,将地区性干旱影响程度降到最低,以降水量距平百分率作为干旱判别指标,围绕如何平抑降水量的波动性,设想了两种抗旱应急预留水量确定模型：差额模型和比例模型,以化解降水量波动可能造成的水资源短缺风险。以辽宁省为例,利用国家气象信息中心提供的该省8个气象观测站近54 a(1956～2009年)的降水量数据,得出辽宁省的抗旱应急预留水量。应用结果表明,这两种模型适用于北方干旱地区抗旱应急预留水量的确定,可提高这些地区抗旱应急保障能力。     

我国抗旱面临的形势和抗旱工作的战略性转变

随着我国经济社会发展对水资源需求的增加,加之全球气候变暖的影响,干旱灾害表现出频次增高、范围扩大、持续时间延长和灾害损失加重等特点。但我国现状抗旱能力薄弱、供水能力和抗旱投入不足,及抗旱管理水平不能应对我国旱情旱灾向严重化发展的趋势。面对严重的抗旱形势,抗旱工作必须实现战略性转变,实现主动抗旱、全面抗旱和积极抗旱,根据不同类型旱情旱灾发生的特点,旱灾影响的范围和对象,有针对性地采取相应的措施和对策,以全面提升我国综合抗旱减灾能力。