基于Archimedean Copula函数的流域降雨-径流关系变异分析

降雨径流关系是工程水文学领域中一个重要的应用问题,利用Copula函数在捕捉多变量间相依结构的灵活性这一优点,引入Archimedean Copula函数构建流域降雨-径流联合分布,诊断流域降雨-径流关系变异。以泾河流域为例,确定了降雨、径流分别服从Gumbel分布与对数正态分布,Copula函数检验结果表明,泾河流域降雨径流关系变异发生在1996年,并以降雨-径流关系变异点为分割点,将降雨、径流序列分割为1960~1996与1997~2010年两个阶段,分析表明两个时段降雨-径流关系发生较大变化,相同降雨情况下1997~2010年产流量相对1960~1996年减小30%以上,年降水量越小,产流量减小幅度越大,当年降水量为500mm时,减小幅度达到37.59%,并结合人类活动对照等分析,验证了Copula函数诊断流域降雨径流关系变异结果的合理性与准确性。     

基于综合干旱指数的渭河流域干旱时空分析

以渭河流域为研究对象,选取1961~2010年为研究期,基于21个气象站和5个水文站的月降雨、径流及蒸发等资料,综合考虑气象干旱指数(降水距平百分率、标准化降水指数和修正Palmer指数)和水文干旱指数(河道来水量距平百分率),构建了综合干旱指数CDI,采用模糊综合评价法计算得出分区长系列CDI指数,并与PDSI指数和河道来水量距平百分率指数的结果进行对比,验证综合指数的可靠性,基于综合干旱指数分析了渭河流域近50年的干旱时空变化.结果表明:渭河中游、泾河流域、渭河上游、渭河下游、北洛河流域干旱逐渐变轻;20世纪90年代干旱程度迅速加重,最严重的情况出现在1986、1995和1997年;流域各分区干旱主要集中在春、秋两季,4月和11月变干趋势显著.研究成果可为渭河流域极端干旱事件的预防提供一定的参考,也可以应用到其他流域的干旱评价之中.     

统计降尺度方法对渭河流域气候要素的模拟及预估

利用渭河流域21个气象站点1960-2010年的逐月降水、气温、潜在蒸散和NCEP再分析资料,采用逐步回归的统计降尺度方法,建立了月序列的统计降尺度模型,并将模型应用于CMIP5中CanESM2模式下RCP4.5情景,产生了未来气候要素的变化情景,主要结论如下:1)该法对潜在蒸散的模拟效果最好,气温次之,降水最差.2)对未来气候要素的预估从时间变化上看,各时期月降水相对于基准期而言稍有减少,气温相差不大,潜在蒸散稍有增大.3)从空间变化上看,未来多年平均降水和潜在蒸散分布呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势,而气温分布呈现出由南向北逐渐降低的趋势.     

基于基流和降水的水文气象综合干旱指数构建及在渭河的应用

为响应黄河流域生态保护的国家战略，对流域干旱做出更全面的评估。根据渭河1960—2010年20个气象站的气象数据和华县水文站的水文数据，采用数字滤波法获得基流数据，基于Copula函数构建了新的关于基流和降水的综合干旱指数(CPBI,Comprehensive Precipitation and Base Flow Index),探讨了CPBI的适用性，并运用该指数分析了渭河流域的干旱特征。结果表明，CPBI能够同时捕捉到气象和水文的干旱事件，并综合表征其干旱特征；CPBI在各个尺度上都有下降趋势，干旱情况日趋严重；经过游程理论识别后，CPBI更准确地反映了渭河华县站的严重干旱情况，能够更好地提供干旱预警；CPBI存在变异，在四季及年尺度上变异点分别为1994、1993、1985、1999和1975年。CPBI在渭河是一种有效的干旱监测指数，可为渭河的干旱预警和应对工作提供参考。     

基于3S的灌区管理DSS框架

针对目前国内灌区信息化建设中的实际问题,提出了基于3S的灌区管理DSS框架,将系统分为系统主页、数字灌区、采集监控系统、OA系统、灌溉DSS及后台管理6个模块。基于信息自动化采集、决策支持、3S、数据库、模拟仿真等技术,对灌区系统进行分析,以协助决策人员解决灌区水资源优化调度及现代化办公等难题。     

黄河流域1982—2015年不同气候区植被时空变化特征及其影响因素

研究不同气候区植被覆盖的时空变化及气候因子与植被生长的关系,对生态环境建设与治理具有重要意义。基于1982—2015年GIMMS NDVI 3g数据集,运用均值法、Sen+Mann-Kendall趋势分析、偏相关系数、多元线性回归模型+残差法等方法,分析了黄河流域不同气候区生长季植被时空变化特征及气候因子与人类活动对植被变化的影响。结果表明:①1982—2015年黄河流域及不同气候区归一化植被指数(NDVI)年际变化呈缓慢上升趋势,干旱区变化波动平稳,半湿润区变化较明显。②34 a来各气候区大部分地区植被呈显著增加,半干旱区所占面积比例最大,不显著减少主要分布在半湿润区西南部及南部。③各气候区降水、气温、日照时数对NDVI表现出正影响,且日照影响最大;在半干旱区降水对NDVI影响最大,在半湿润区影响最小,在半湿润区气温对NDVI影响最大,在干旱区影响最小。④34 a来,人类活动对各气候区植被的积极影响明显大于消极影响。