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。     

廊坊市降水量对地下水埋深的影响分析

选取廊坊市2002年～2020年逐日降水量及78眼地下水观测井的地下水埋深资料,（1）计算出廊坊市地下水埋深的多年月平均值、廊坊市多年月平均降水量并绘制二者关系图,得出地下水埋深年内变化规律与降水量季节性分配基本一致;（2）计算出廊坊市历年地下水埋深平均值、历年降水量并绘制二者关系图,得出地下水埋深的年际变化受降水量影响显著;（3）计算出年地下水埋深变幅、年降水量变幅并绘制地下水埋深变幅与降水量变化过程线及地下水埋深变幅与降水量变幅变化趋势线。分别得出：（1）地下水埋深随降水量的变化而变化,降水量变幅越大,地下水埋深变幅变化也越显著,即水位降深越大;（2）地下水埋深变幅与降水量变幅呈反比关系,即当年降水量较上年降水量小,当年地下水埋深较上年地下水埋深大。     

地下水不同埋深对水稻产量影响的研究

文章以单位面积的水稻产量为指标,分析本试验中不同地下水埋深处理的产量情况,研究水稻的产量和埋深的关系,看是否存在最优的地下水埋深。参照前人研究的相关成果,安排了相对旱作物较浅的地下水埋深,最大埋深为0.75 m。     

浚县地下水埋深变化趋势分析

文章以浚县3号观测井为例,详细介绍了如何在Excel中实现Mann-Kendall检验法及突变性检验,并采用鹤壁市浚县11眼观测井2013-2018年共计72个月的月平均埋深值,全面分析了浚县地区地下水埋深变化趋势及突变性检验。结果显示:浚县近6 a 11眼观测井中,除18号观测井地下水埋深随时间呈显著下降趋势,其他观测井均呈显著上升趋势;11眼观测井埋深均存在突变。     

基于改进人工蜂群算法的地下水埋深预测研究

为了改进人工蜂群算法的RBF神经网络模型在地下水埋深预测中的应用,在基本人工蜂群算法中引入高斯变异算子,并优化初始蜜源位置,提出了基于改进人工蜂群算法的RBF神经网络模型,并利用安阳市某观测站的降水量、蒸发量、河道流量、灌溉渗漏量和人工开采量5个相关影响因子的数据,对该方法进行了应用。为了验证模型的优劣性,与单一的BP神经网络模型、RBF神经网络模型、基于蚁群算法的RBF神经网络模型和基于基本人工蜂群算法的RBF神经网络模型的预测结果进行了比较,结果表明:基于改进人工蜂群算法的RBF神经网络模型收敛速度更快、预测结果误差最小。     

东江流域气象干旱向水文干旱传递阈值研究

对不同干旱类型之间传递阈值研究可有效分析干旱传递的发生规律和机理,特别是对气象干旱向水文干旱传递阈值的研究。以东江流域为研究对象,计算月尺度的标准化降水指数SPI和标准化径流指数SRI,并基于游程理论识别干旱事件,提取干旱事件及其特征,包括干旱历时和干旱烈度。对发生时间全部或部分重叠的气象干旱事件和水文干旱事件进行匹配。对匹配后的干旱特征属性进行边缘分布拟合,验证气象干旱和水文干旱的历时或烈度之间的相关性,基于二变量Copula函数分别建立气象干旱与水文干旱特征的联合分布模型,计算不同气象干旱条件下不同等级水文干旱(中旱、重旱、极旱)发生的条件概率,取条件概率为0.95时对应的气象干旱历时或烈度值,作为气象干旱向该等级水文干旱传递的干旱历时(烈度)阈值。结果表明:东江流域气象干旱历时和烈度的最优拟合函数均为伽玛分布,水文干旱历时的最优拟合函数为伽玛分布,水文干旱烈度的边缘分布函数为广义正态分布。Gumbel-copula函数拟合干旱历时和烈度的效果较好。东江流域中旱、重旱、极旱等级的干旱历时传递阈值分别为6.9、8.3、9.4个月;干旱烈度的传递阈值分别为4.6、5.7、6.6。干旱传递阈值可以为水文干旱的预测以及防旱减灾的决策提供参考。     

基于供水水源的干旱指数及在昆明干旱频率分析中应用

在分析昆明需水量主要供水水源的基础上,以土壤含水量和径流量分别表示作物蒸散和各用途取水的供水水源,参照综合气象干旱指数的构造方式,构建了基于标准化土壤含水量指数和标准化径流指数的综合水文干旱指数。采用阈值法识别基于综合水文干旱指数的干旱过程,通过区域旱情频次确定干旱发生阈值,并分别以干旱过程中指标值小于干旱发生阈值的时段数和时段内干旱发生阈值与指标值之差的累积和为干旱历时和干旱烈度。在采用适线法确定干旱历时、干旱烈度边缘分布的基础上,利用GH Copula函数构建了两者的联合分布,计算了昆明1956—2011年干旱事件的重现期。与昆明实际旱情及由标准化土壤含水量指数、标准化径流指数识别干旱过程比较,综合水文干旱指数适用于昆明干旱过程识别及其重现期计算,相比于气象干旱指标能更直接地反映区域旱情,而相比于土壤含水量或径流量单水文干旱指标能更全面地反映区域干旱的驱动因素。     

基于样本熵的地下水埋深序列 复杂性分析

为描述黑龙江农垦总局建三江分局所处地区地下水埋深序列的复杂性特征,利用样本熵方法对其5个农场的9个生产队的地下水埋深序列复杂性进行了测度分析。结果表明：人类活动是造成地下水埋深序列复杂性差异的主要驱动因子,样本熵方法可以反映地下水埋深状态的变化,所需数据量小,具有敏感性和稳定性。研究成果揭示了该地区地下水资源系统的复杂性,为建三江地区乃至整个三江平原合理利用与开发地下水资源提供了科学依据。     

扎龙保护区地下水埋深的混沌分析

扎龙自然保护区作为我国重要的湿地,水资源不足已经影响着鹤类的栖息繁衍。作为补水水源之一,加强对地下水埋深变化的分析研究至关重要。通过功率谱法和主分量法的分析,得出扎龙自然保护区地下水埋深序列是存在明显的混沌特征的结论。     

基于干旱事件过程的农业旱灾风险评估研究-以辽西北为例

科学地评估旱灾风险是实施旱灾风险管理的核心内容和关键环节。本文从旱灾风险的定义和物理形成过程出发,提出了基于干旱事件过程的旱灾风险评估原理、概念模型,形成了一整套旱灾风险评估技术流程,并以位于我国东北旱灾频发、重发中心的辽西北地区为例开展了应用研究。研究表明,基于干旱事件过程的旱灾风险评估方法具有较强的物理意义,可用于快速预估一定抗旱能力条件干旱可能造成的损失,可为抗旱指挥决策提供技术支撑,具有进一步推广应用的价值。     

干旱事件重现期计算问题研究

干旱重现期大小是用于评价干旱事件严重程度的重要指标。干旱重现期的计算涉及给定阈值下干旱过程划分(识别)、样本系列分布函数拟合等关键环节,其中干旱阈值的确定是前提。提出以干旱事件的最长调查期为约束条件确定干旱阈值的思路,即根据样本计算的干旱事件最大重现期不应超过最长调查期,以此为据确定干旱阈值并从样本序列中识别干旱事件。同时,针对因干旱历时样本经验点据"平台式"过度集中而导致的频率曲线适线困难问题,建议采用基于游程理论的游程长度分布函数估计干旱历时概率分布。以青海民和县1932年-2010年的月降雨资料为例,对上述方法进行了应用研究,结合Copula函数计算了干旱事件的重现期。     

基于区域灾害系统论的中国农业旱灾风险评估

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估理论与技术逐渐成为旱灾研究的热点问题。为推进旱灾管理的科技化进程,本文首先阐释了基于区域灾害系统论的旱灾风险评估原理,并采用基于区域灾害系统论的模糊综合评估方法对全国层面的农业旱灾风险进行了定量计算和定性评估。研究结果表明,农业旱灾危险性区域分布规律较明显,大致表现为:西北地区黄淮海地区东北地区长江中下游地区西南地区华南地区;农业旱灾暴露性区域分布规律较明显,黄淮海地区、长江中下游地区、东北地区暴露性较大,大致排序为:黄淮海地区长江中下游地区东北地区华南地区西南地区西北地区;全国有一半左右的地区处于高脆弱等级和较高脆弱等级,主要分布在第二阶梯的东北地区、西北地区东部、西南地区;北方地区农业旱灾综合风险高于南方,中东部高于西部,其中东北地区、黄淮海地区、西北东部地区、长江中下游北部地区风险相对较高,是自然环境系统和社会经济系统耦合的结果。     

旱灾风险评估与调控关键技术研究进展

旱灾风险评估与调控能揭示旱灾风险系统各要素相互作用机制,是旱灾风险管理的基础和前提,可为制定旱灾风险防控措施提供科学依据。为此,本文系统论述了旱灾风险的基本概念、识别、评估和调控4方面关键技术的研究进展以及存在的问题,阐明了旱灾风险及旱灾风险系统的定义,归纳了旱灾风险评估的3类主要方法,简述了旱灾风险调控的主要内容,并探讨了未来旱灾风险评估与调控关键技术的主要发展方向。     

旱灾风险管理的研究进展

中国作为旱灾频发的发展中国家,加强旱灾管理是政府工作的重要任务。立足于旱灾风险管理机制,分析国内具有代表性省份的抗旱措施。从法律体系、组织体系、指挥体系、装备保障体系和工作体系五个方面探析旱灾风险管理的作用、基本路径和方法。比较旱灾危机管理和旱灾风险管理的优劣,努力推进旱灾风险管理的工作研究,探索抗旱减灾多部门协调、全社会联动的新格局。     

加强水旱灾害管理的战略需求与治水方略的探讨

本文通过对现今防洪抗旱减灾形势的分析,总结了国外推进水旱灾害管理的主要特点与趋向,提出我国加强水旱灾害管理的战略需求,并从我国基本国情出发探讨了适应我国国情的治水方略.研究认为,我国的治水方略必须克服期望靠短期高投入一举消除水患的倾向,以及克服盲目照搬他国"最新理念"的倾向;在治水方略的制定与技术方案的选择上,必须因地制宜,既要遵循自然规律,也要顺应经济社会的发展规律.最后提出,治水方略的调整应综合考虑防洪抗旱与环境保育的需求;水旱灾害风险管理需把握适度,要重点关注减灾管理.     

基于可变下渗容量模型和Palmer 干旱指数的区域干旱化评价研究

基于可变下渗容量(Variable Infiltration Capacity,VIC)模型的流域网格划分及其对径流、蒸散发和土壤含水量变化的模拟,对Palmer干旱指数各水量平衡分量的计算进行了优化,并采用分级修正的方式,改进了Palmer干旱指数中气候特征系数K的确定方法。在此基础上,建立了基于VIC模型和Palmer干旱指数的区域气候干湿变化评价系统,并采用该系统对黄土高原进行了研究。结果表明,近40年黄土高原气候正向暖干化趋势发展,1990年以后暖干化趋势尤为明显。研究区干旱发生频率在空间上呈由西北向东南递减趋势,不同季节干旱发生频率空间分布存在一定差异。该评价系统物理机制清晰,地区适应性较强,在实时监测和评估气候干湿变化及其时空分布上存在较大应用潜力。     

基于VIC模型和Palmer干旱指数的区域干旱化评价研究

基于VIC(可变下渗容量)模型的流域网格划分及其对径流、蒸散发和土壤含水量变化的模拟，对Palmer干旱指数各水量平衡分量的计算进行了优化，并采用分级修正的方式，改进了Palmer干旱指数中气候特征系数K的确定方法。在此基础上，建立了基于VIC模型和Palmer干旱指数的区域气候干湿变化评价系统，并将该系统在黄土高原进行了应用。结果表明，近40 a黄土高原气候正向暖干化趋势发展，1990年以后暖干化趋势尤为明显。研究区干旱发生频率在空间上呈由西北向东南递减趋势，不同季节干旱发生频率空间分布存在一定差异。该评价系统物理机制清晰，地区适应性较强，在实时监测和评估气候干湿变化及其时空分布上存在较大应用潜力。