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。     

二维非对称copula函数在干旱特性联合概率中的应用

随着全球气候变化和人类活动的影响,干旱特性分析正成为研究热点。在实际应用中,二维变量常表现出非对称性。基于Liebscher提出的非对称copula函数构造方法构造了二维非对称copula函数。以宜昌水文站日径流量数据为例,运用二维非对称copula函数对干旱历时和干旱峰值的联合概率分布进行分析。证明了构造二维非对称copula时,相关系数的变化规律定理,该定理可以作为copula函数选取的参考准则。采用Rosenblatt变换的Bootstrap法进行copula拟合度检验,检验结果表明二维非对称copula函数可以描述干旱特性的概率分布。     

海河流域农业干旱演变情势分析

以受旱率、成灾率和粮食减产率3个指标,利用Mann-Kendall趋势检验方法,分析了海河流域1949-2000年农业干旱的历史演变情势。结果表明:海河流域的农业干旱呈现出显著的增加趋势,达到了1%的显著性水平。其中,受旱率、成灾率和粮食减产率的增加速率分别为4.4%/10 a,2.4%/10 a和0.77%/10 a。总体而言,1980年是海河流域农业干旱的突变点。降水减少和温度上升是流域干旱加剧的重要原因。     

农业旱灾系统恢复性研究初探

近年来,全国受旱面积呈显著上升趋势,如何有效减轻旱灾影响和降低农业损失已成为我国各级政府、科学家和公众共同关心的焦点。阐述农业旱灾系统恢复性研究的意义、恢复性定义及动态特征,明确农业旱灾系统恢复过程的驱动来源及研究尺度,为进行农业旱灾系统恢复性评价和恢复决策提供理论前提。     

吉安市历史典型干旱年农业旱情特点分析

本文以新中国建国以来至2012年江西省吉安市历史上出现的典型干旱年:1963年、1978年、1986年、1998年、2003年、2007年为研究对象,从降水量、河道水情以及灾情等方面进行初步分析,利用雨量距平百分比、连续无雨日等方法对旱情程度进行评估,阐述了各自的规律和特点,认识了干旱的程度.结果表明:吉安市典型干旱年的干旱时间一般比较长,灾情也严重,与降水时空分布不均或降水量的多寡有明显关系;区域分布上,总趋势是吉泰盆地区域干旱较重,山区较轻,从南部到北部逐步加重.     

农业旱灾风险分析研究进展

农业旱灾对农业系统造成的损失日益加剧,同时也增大对区域资源的压力,造成一系列环境问题.对区域农业旱灾风险分析是防旱抗旱工作的前提和重要依据.该文分别从农业旱灾风险分析的风险辨识、风险评估、风险管理研究3个环节进行综述,并基于研究现状提出了存在的问题,展望了发展趋势.     

西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应

采用标准化降水蒸散指数和标准化土壤水指数分别表征气象干旱和农业干旱,基于干旱事件三维识别和气象干旱与农业干旱事件对的匹配结果,利用Copula函数条件概率分布和贝叶斯网络概率模型分析了西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应关系。结果表明：基于线性、非线性关系模型及Copula函数条件概率分布确立了西北地区农业干旱对气象干旱的干旱历时、干旱烈度、干旱面积及干旱迁移距离间最优响应关系分别为二次多项式模型、基于Frank Copula函数的非线性关系模型、指数模型和线性模型;建立的气象、农业干旱变量间的响应概率特征曲线可定量预测西北地区不同程度的气象干旱发展为农业干旱的概率;已知气象干旱特征条件下,根据最优响应关系及响应概率特征曲线可对农业干旱特征及其发生概率进行可靠预测。     

黑龙港地区的农业干旱风险评估

干旱是黑龙港地区最严重的农业气象灾害,评估冬小麦各生育阶段的干旱风险可为合理制定灌溉制度、采取相应的防旱抗旱措施提供依据。基于验证后的APSIM模型所模拟的1961年-2005年31个点的土壤含水量动态,计算得到了冬小麦各生育期的土壤相对湿度干旱指数,分析了农民方案和优化方案的该地区的农业干旱时空分布特征。结果表明,干旱频率发生较高的时期农民方案中是播种-越冬期和返青-拔节期,分别为48.89%和27.60%;基于"吴桥模式"的优化方案是越冬-返青期、返青-拔节期和灌浆-收获期,干旱发生的频率为51.61%、39.78%和62.22%。易发生干旱的地方多位于邢台、衡水南部和邯郸北部。在冬小麦各生育阶段,干旱指数年际变化显示出两种方案的变化趋势基本一致。尽管总体说来优化方案发生干旱的风险要高于农民方案的,但基于"吴桥模式"的优化方案充分发挥了根系带的土体水库功能,减少了灌溉水,能够高效利用土壤水,如果全区31个点在1961年-2005年间,均按照优化方案灌溉,相比农民方案总共可节水61 785mm,表明"吴桥模式"可在黑龙港地区推广,它在一定程度上可规避干旱风险,同时能达到节水、稳产的目标。     

气候变化背景下未来农业干旱变化趋势

选择我国主要江河流域区,利用1956~2007年计52年的天然径流和农业受旱率资料、VIC模型和水量平衡模型模拟的A1B情景下3种气候模式（NCAR、CSIRO、MPI）基准期1961~1990年、预测期2009~2060年水资源量系列,利用Matlab建立径流量与农业受旱率的关系模型,预测了我国未来农业受旱率并分析了未来干旱变化趋势。     

黄淮海流域干旱时间组合特征分析

采用自组织映射图(SOM)神经网络法对流域气象站点进行聚类分析,结合中国气候分区将流域划分为7个子分区。基于流域及其周边203个基本气象站点1961-2013年的降水资料,采用标准化降水指数(SPI)、线性倾向估计和M-K趋势检验法分析了流域多时间尺度干旱的组合特征。结果表明:年尺度上,淮河下游地区的干旱频率最高,达37.74%。除了流域的北部和西部地区以外,其他地区的干旱均呈加重趋势;季节尺度上,流域的东北部和北部地区春旱发生频率最高,淮河下游地区夏旱和冬旱的发生频率最高,流域的北部和中部地区秋旱发生频率最高。流域小范围区域的春旱和夏旱呈加剧趋势,流域南部的大范围区域秋旱呈加剧趋势,全流域的冬旱呈减弱趋势。     

基于Z指数的芦溪县干旱特征分析

根据江西省芦溪县1958~2013年逐月和逐年的降雨资料计算出Z干旱指数,并根据Z指数将干旱强度划分为7个等级,分析该地区的干旱特征.结果表明:芦溪县近56年来Z指数呈上升趋势,总体偏涝趋势且具有较明显连旱年的特征;从季节尺度长期变化特征来看,夏季发生干旱的频率最高,占32.1%,春季呈现偏旱发展的趋势,夏秋冬三季均表现出偏涝发展的态势,尤其夏季Z指数上升趋势较为显著;从干旱趋势突变分析结果可知,突变年份有1961、1963、1967、1969和1971年,1965年后只存在偏涝方向的发展趋势且在1997~2007年和2010年以及2012年达到显著性水平.     

京津冀地区干旱事件时空聚集性特征分析

在计算京津冀地区1961—2015年逐月标准化降水蒸散指数(SPEI)的基础上,借助SaTScan时空扫描软件,对不同程度干旱的时空聚集特征及其变化趋势进行了探究。结果表明：京津冀地区1961—2015年干旱发生频率持续增加,干旱化程度不断加剧;轻旱和中旱的时空聚集特征与总旱相似,集中发生于石家庄、保定、衡水和邢台;重旱和特旱的时空聚集特征相似,集中发生于廊坊、保定、沧州和石家庄;1961—1993年干旱聚集状态保持平稳,1994年后聚集的空间波动性增大,聚集范围和聚集程度均有所增强;随着干旱程度的加重,聚集发生的难度增加,聚集范围的差异性增大,空间波动性和不可预测性均有所增强。     

区域农业旱灾脆弱性评价及其影响因素

为加强区域农业旱灾风险管理,对河南、山东省农业旱灾脆弱性进行评价。结合相关文献与区域实际情况,从敏感性和恢复力2个角度选取12个指标,建立评价指标体系;运用熵值法和综合指数法构建旱灾脆弱性评价模型,计算区域内各城市的农业旱灾脆弱性指数;最后采用因子贡献度模型对关键影响因素进行识别。结果表明:研究区农业旱灾脆弱性级差化特征明显,总体处于中脆弱度状态;农业旱灾脆弱性空间差异显著,河南省脆弱性程度高于山东省;河南省农业旱灾脆弱性的主要影响因素有农业人口比重、复种指数和农村居民人均收入,山东省农业旱灾脆弱性的主要影响因素是有效灌溉面积比重、单位耕地面积农业用水量和人均财政收入。     

1980-2019年海河流域气象干旱和农业干旱变化及传播特征

研究干旱演变和传播特征可为流域防灾抗灾提供帮助和建议。以海河流域为例,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)和标准化土壤湿度指数(SSMI)分别表征气象干旱和农业干旱,并结合趋势分析和频率分析等方法,对1980-2019年该流域气象干旱和农业干旱时空演变规律以及传播特征进行研究。结果表明：在干旱发生频率上,气象干旱和农业干旱的高发区分别集中在流域东北部和中部,不同季节空间分布存在显著性差异,春季和夏季为气象干旱频发季,冬季和春季为农业干旱频发季;从变化趋势上看,SPEI值呈减小趋势的区域主要集中在流域的中东部,其中春季减小趋势最为显著,而SSMI值呈“北增南减”的分布格局,其中秋季减小趋势最为显著;农业干旱对气象干旱的响应具有延时性,不同季节差异显著,夏季传播时间仅为5个月,秋季、冬季和春季的传播时间分别为6、9和11个月;在空间分布上,春季和夏季的相关系数较低,低值区主要分布在流域北部地区,秋季和冬季的相关系数较高,高值区集中分布在流域中部地区。     

淮河流域极端旱涝特征分析

利用淮河流域历史水文气象、水旱灾害受灾成灾等系列资料,分析了极端旱涝的暴雨、洪水、洪灾和干旱灾害特征,以及天气成因,揭示了交替随机发生极端旱涝的基本规律.结果表明,1470-2010年淮河流域发生的极端旱涝分别为46和63次,平均5a发生1次极端早涝;梅雨期降水量的极端偏多(或偏少)是形成极端洪涝(或干旱)最直接的因素;中高纬度西风环流和副高的季节性异常是发生极端洪涝(或干旱)的根本原因.     

基于三种干旱指标的朝阳市干旱特征分析

旱灾具有出现频率高、持续时间长、波及范围广等特点,本文运用降水距平百分率、Z指数、SPI标准化降水指数,对朝阳地区50a（1969～2018）干旱特征进行分析。结果表明：Z指数与SPI标准化降水指标得到的朝阳地区干旱特征情况基本一致,能较好地反映出该地区的干旱特征,朝阳地区1969～2018年自然灾害频繁发生,严重干旱年份主要集中在1980、1981、1982 年,与实际相符。     

适宜表征农业干旱的气象干旱指标——以湖南省为例

以最新的全国土壤水再分析产品为参考,通过最大相关性分析确定最适宜表征湖南省农业干旱的标准化降水蒸散发指数(SPEI)时间尺度,进而分析湖南省1960-2014年农业干旱的时空演变特征。结果表明:全省尺度最适宜表征农业干旱的SPEI时间尺度为SPEI-6;基于SPEI-6表征的全省农业干旱在1960-2014年呈不显著减小趋势,中度及以上干旱的发生频率为14.4%,重度及以上干旱的发生频率为4.9%;在季节分布上,中度及以上农业干旱在冬季发生频率最高,其次为秋季;重度及以上农业干旱亦在冬季发生频率最高,其次为春季;在年代际变化上,农业干旱的发生频率在20世纪60年代最高,而后持续降低,90年代达到最低值,21世纪初又快速升高。     

湖南省农业干旱灾害风险区划研究

基于自然灾害风险理论和旱灾物理成因,考虑干旱的危险性、承灾体的暴露性、环境的脆弱性以及抗旱减灾能力等方面的要素,运用“自下而上”的区划方法,对湖南省农业干旱灾害风险进行了区划。以县级行政区为最小区划单元,选取9个评价指标并利用层次分析法构建农业干旱灾害风险指数,采用基于GN算法的区域区划方法,将湖南省划分为5个干旱灾害风险等级和12个分布区,其中常德市、衡阳市、郴州市等地部分地区风险较高;划分结果与湖南省水稻生产干旱灾害风险区划的结果多数相同,验证了区划结果的合理性。     

湖南农业干旱脆弱性分区研究

利用关联聚类法建立了湖南农业干旱脆弱性分区的指标体系。运用密切值法,建立数学模型,对湖南省97个县(市)进行了农业干旱脆弱性分区研究,并绘出了分区图。分区结果表明:极严重脆弱区11个,严重脆弱区23个,较严重脆弱区27个,一般脆弱区20个,轻度脆弱区16个。     

西江流域水文干旱时空特征分析

选取1951—2010年西江干、支流上5个典型水文站的实测日径流资料,基于标准化径流干旱指数(SRDI)研究了西江流域水文干旱的时空变化特征。结果表明:11951—2010年西江流域的水文干旱主要发生在1950 s、1960 s和2000 s,1950 s冬季、1960 s春季、1980 s夏季和2000 s秋季是干旱频发的时期;2西江年最大干旱日数在同一站点连续出现的时间不超过5年。流域内轻旱的发生范围有扩大趋势,而极旱则相反,多向区域发展。3西江流域的水文干旱具有区域性,4条支流同期的干旱发生水平差异较大,过去60年间只1963年、1989年、1991年、2009年和2010年4条支流同时发生了水文干旱。