基于干旱过程模拟的旱情综合评估方法应用研究

在对国内外干旱评估方法研究进行综述的基础上,指出干旱起因是降水偏少,但发展成灾,则有一个缓慢渐进过程,它不仅取决于降水、气温等气象条件,还与地形、土壤、作物等因素密切相关。考虑到旱灾的成因是多条件的,旱灾的影响和体现也是多方面的,只有结合干旱发展的各阶段,才能全面地认识和评估旱情。利用基于分布式水文模拟的干旱模型,在完整模拟干旱发生发展和结束过程的基础上,整合多种旱情指标,提出能反映干旱发展过程主要特征的旱情综合评估方法体系,并以长江上游川渝地区2006年严重干旱事件为例,开展了应用示例研究。     

农业旱情实时评价中确定土壤墒情评定标准的方法初探

文中分析了目前在农业旱情实时评价中关于利用土壤墒情界定旱情等级时存在的问题，提出用农作物水分生产函数的研究成果分析土壤墒情现状、确定旱情严重程度的初步探索意见。     

基于作物生长模型的水稻产量与供水关系

为了评估不同时期供水对作物产量的影响,本研究选取作物生长模型,以老挝湄公河流域为研究区,综合考虑气象条件、土壤条件、作物因素,构建了供水量与作物产量的动态关系。对研究区水稻实际产量和潜在产量进行模拟。结果表明:作物生长模型对研究区水稻产量模拟具有较好的适用性;三季水稻潜在产量均大于已有供水模式下的实际产量。     

关于旱情与旱灾等级标准划分的探讨

本文对旱情旱灾等级划分标准进行了定性和量化，提出了相应的运用条件，以适应旱情和旱情评定工作在生产管理工作中的需要。     

基于降水随机模拟的作物受旱概率分析

应用安达市56 a的实测降水数据,采用一阶马尔科夫链和伽玛分布函数相结合的随机模型模拟了10 000 a的逐日降水数据。依据模拟的降水数据计算有效降雨量,利用兼顾作物需水量和有效降水量的缺水率指标,分析安达市玉米和大豆遭受不同程度农业旱情的概率,为旱作区的作物受旱分析提供了一种新方法。     

陕西省作物旱情预报系统的研究

根据农田水量平衡原理，通过田间试验及对现有资料的分析研究，提出了陕西省作物旱情预报模型，并讨论了其分级标准及特点，简要介绍了“陕西省作物旱情预报系统”的设计思想、主要功能及组成     

葫芦岛市农业旱情等级划分与确定

文章考虑葫芦岛市的干旱特点,全面分析土壤相对湿度指数、降雨量距平百分率、连续无有效降雨天数、作物灌溉缺水率、农田与作物干旱形态指标的适用性,并划分与确定主要指标的干旱等级,研究成果可以为葫芦岛市受旱等级和干旱评估提供一定决策依据。     

区域旱情指标评估方法研究与应用

区域旱情指标是准确判别旱情等级,有效进行防旱抗旱的重要依据。为做好旱情实时评估,避免或减轻管理性干旱所造成的损失。以山西长治市为例,从引发干旱灾害受自然地理、气候因素与人类活动的影响原因入手,分析了区域旱情的影响范围和影响程度;以农业旱情、旱灾损失情况和抗旱现状调查资料为基础,对区域农业旱情受灾程度进行了评定,划分了干旱易发地区;以历年旱情过程分析,解释了应用农业旱情指标和降水距平指标进行干旱等级划分中存在的不足;通过对地域分布、年际、年内变化特征的分析与实时旱情的实践与验证,提出了以水文干旱指标与实时农业旱情相结合的方法作为评价该地区的旱情指标,使干旱程度的描述能力更强、防旱抗旱减灾的依据更具科学性和实用性。     

水稻覆膜旱作对土壤环境及水稻生长的影响研究进展

水稻覆膜旱作技术是通过覆膜旱作旱管来控制水稻根区土壤水分,充分利用降雨且辅以适时适量灌溉的技术。在前人研究的基础上,总结归纳了水稻覆膜旱作对土壤水热、土壤养分、温室气体排放及其生长的影响,分析了在不同地区覆膜旱作水稻产量变化,探讨了水稻覆膜旱作对提高水分利用效率的影响机理。提出覆膜旱作水稻水热传输过程、不同薄膜材料的优选及不同地区实现覆膜旱作水稻的增产是水稻覆膜旱作未来研究的重要内容及方向。     

华北地区旱情自动化监测技术的应用研究

华北地区具有半干旱半湿润的气候特征,进行旱情自动化监测技术应用的探索和研究,对有效利用珍贵的华北地区水资源、实行最严格的流域水资源管理、为社会经济的可持续发展提供可靠的供水保障具有重要的现实意义和实际应用价值.     

基于改进三维识别方法的西北地区干旱事件分析

以标准化降水蒸散指数(SPEI)为基础,基于改进的干旱三维识别方法,提取多个反映干旱空间动态演变过程的特征变量,对西北地区识别的气象干旱事件进行分类并分析其时空演变模式,揭示季节干旱发展规律。结果表明：改进的干旱三维识别方法能够准确提取出时空连续的干旱事件,提高了干旱时空动态演变监测的可视化程度;1960—2018年西北地区气象干旱事件以同向迁移规律为主,青海省北部和甘肃省中部为两个主干旱中心区域,且呈现出历时逐渐变短、大面积干旱事件占比逐渐降低的趋势;西北地区季节连旱事件多集中在青海省,春夏秋连旱事件由东南向西北方向迁移,夏秋冬连旱事件由西南向东北方向迁移,且两种季节连旱事件在发展后期的迁移速率相对较快。     

改进的突变评价法在旱灾风险评价中的应用

通过分析常规突变评价法存在的缺陷,对该方法的初始综合值进行了调整计算,建立了改进的突变评价法,将集中靠近1的常规突变评价值调整到0到1之间的10个子区间,从而可以更直观地区别评价值的等级与大小。在此基础上,又进一步提出基于突变理论的旱灾风险多准则评价模型。将此评价模型应用于安徽省2005年各市旱灾风险的总体评价,并与常规突变方法和模糊综合评价法的计算结果进行对比分析。计算结果表明：本文模型计算出的风险值的分布更趋于合理,且能够清晰地反映评价值的等级与大小。     

基于分布式水文模拟的干旱评估预报模型研究

本文从流域水文循环角度,以长江上游为例,利用数字高程、气象水文、土壤植被和土地利用等地理信息数据,采用分布式水文模型模拟水文过程各环节,获取各项气象水文要素。继而依循PDSI干旱模式原理,建立了干旱评估预报模型GBHM-PDSI。对2006年重庆地区严重干旱事件的模拟应用表明,该模型不仅能综合评估旱情等级,而且可以定量地描述干旱的发生、发展直至结束过程,在表现旱情的地区差异和随时间的演变过程等方面具有优势,且能够结合气象信息对旱情发展进行推演预报。     

基于土壤含水量模拟的干旱监测指数研究

以山西省汾河流域为例,采用水量和能量平衡原理的VIC模型模拟了区域内径流和土壤含水量的变化过程,并构建了土壤干旱指数进行实例研究。结果表明:建立的VIC模型能够较好地模拟研究区站点的径流和土壤含水量的变化过程,基于土壤含水量模拟的土壤干旱指数与实际干旱的发生具有较好的相关性,土壤干旱指数物理意义清晰,能较好地刻画区域干旱在时空上的发生、发展及结束过程,对区域干旱监测具有一定的应用价值。     

基于分布式水文模拟的干旱评估预报模型研究

针对鄱阳湖地区水资源季节分布不均及近期干旱问题，本文从防洪与抗旱统筹的角度，提出加强该地区洪水资源利用以解决枯季干旱缺水的初步设想。在对洪水资源潜力估算基础上，提出了加强洪水资源利用的主要途径。进而借鉴国内外经验，重点探讨在湖口设置控水工程以协调防洪与抗旱及生态环境保护之间关系。初步认为鄱阳湖洪水资源丰富，加强利用是必要的，通过在湖口设置可调节式溢流堰结合U型活动闸的仿都江堰式生态水利工程，在不影响防洪和江湖联通性的前提下，适度延缓汛后湖水外泄，以备枯季抗旱和维系湖区水生环境。     

基于水文-作物耦合模型和CWAPI指数的农业干旱评估

基于模拟土壤含水量构建的干旱指数可反映农业干旱的时空发展过程,已被广泛用于大范围农业干旱评估中。当前模拟用于干旱评估的土壤含水量时,常采用水文模型进行模拟。然而,水文模型常过于简化作物模块甚至缺少作物模拟方案,无法模拟作物需水量,因此仅基于土壤含水量构建的土壤干旱指数因忽略作物需水而难以准确评估实际的农业干旱情况。研究构建了考虑灌溉过程影响的水文-作物耦合模型VIC-EPIC（Variable Infiltration Capacity-Environmental Policy Integrated Climate）,提出了基于VIC-EPIC模拟作物需耗水过程的作物缺水距平指数CWAPI（Crop Water Anomaly Percentage Index）,在青口河流域开展了区域农业干旱评估方法研究。验证分析表明,构建的CWAPI因考虑作物需水影响可直接反映作物的缺水状态和缺水对作物生长的累积影响;由于在干旱评估中引入了作物种植比例、轮作类型和灌溉的影响,CWAPI能够较SMAPI（Soil Moisture Anomaly Percentage Index）更客观地反映区域作物旱情。因此评估农业干旱时,需要考虑作物种植比例、轮作和灌溉过程的影响。     

小波分析在旱情趋势预测中的应用研究

为了对2009～2010年云南省遭受100 a一遇大旱的旱情指标进行趋势分析和预测,根据2011年9月份以前云南省旱情较重地区的实测年降水量资料序列,应用Kendall秩相关检验、小波分析方法,分析3个雨量站降水量序列的变化趋势,提取变化周期,判断2011年9~12月份的降水变化趋势及后期旱情的发展方向。结果表明：重旱区中,除沾益站外,新华、董湖站9~12月份降水量下降趋势明显;几种方法预测结果具有趋同性,均表明各站同期的降水量少于常年,旱情存在进一步发展的可能。     

基于Copula函数的新型综合干旱指数构建与应用

干旱指数是研究干旱的重要工具,构建综合干旱指数是目前干旱监测、风险评估的前沿和趋势。本文基于阿基米德Copula函数,联合降雨(气象)、径流(水文)两种要素,构建了一种能够综合表征气象干旱和水文干旱的新型综合干旱指数MSDI_p,并用其表征渭河流域的干旱演变特征,且进一步对其背后的驱动力进行了探究。结果表明:(1)MSDI_p指数既能像标准化降水指数(SPI)一样敏锐地捕捉干旱的发生,也能像标准化径流指数(SRI)一样很好地刻画干旱的持续时间和结束,同时具备气象和水文两种干旱指数表征不同类型干旱的优势,能综合表征干旱演变特征;(2)受气候变化和人类活动影响,渭河流域过去50余年综合干旱呈显著增强趋势;(3)渭河流域综合干旱指数序列存在变异点(1994年),且未来流域干旱情势有加剧趋势;(4)太阳黑子和大气环流异常因子等对渭河流域综合干旱的发生有较大影响,其中太阳黑子活动的影响最强。且除直接影响外,太阳黑子还能通过影响大气环流异常因子进而对综合干旱的发生造成间接影响。     

水旱灾害风险评估方法体系及其实证研究

针对水旱灾害系统的不确定性,从系统论角度提出了水旱灾害致灾因子的危险性、承灾体的暴露、灾损敏感性和防灾减灾能力这4个子系统组成的水旱灾害风险系统及其定量表征。从方法论角度,提出了由水旱灾害危险性分析评估、脆弱性分析评估、损失风险分析评估、风险评价、风险决策分析这5类方法组成的水旱灾害风险评估方法体系,并归纳分析本文作者以往的实证研究。结果表明该方法体系具有通用性和有效性,在自然灾害风险评估中具有参考应用价值;今后亟须进一步解析该方法体系的物理成因机制,进一步丰富、发展、完善这些水旱灾害风险评估方法,特别是基于水旱灾害损失风险形成过程的损失风险曲线评估方法。     

流域水文模型识别方法研究与应用

基于模型产汇流机理,分析对比水文模型适用性,建立考虑气候特征、下垫面条件和人类活动影响的流域水文模型识别的指标体系,并以辽宁东部各中小流域为研究对象进行实例研究。分析了研究区域的气候特征,将新安江模型、大伙房模型和TOPMODEL模型作为备选模型,利用主成分分析法确定流域面积/主河道长度、河道比降、森林覆盖率、地形指数和气候类型作为流域水文模型识别的输入指标,进而采用层次分析法识别适用于各研究流域洪水模拟的水文模型。洪水模拟结果表明:所建立的流域水文模型识别指标体系有代表性,所识别的水文模型可很好地反映流域的产汇流特性。