基于SPEI的长江流域气象干旱时空特征分析

受全球气候变化影响,长江流域干旱发生不确定性增加,而揭示其干旱特征能为更好应对提供科学依据。本研究基于标准化降水蒸散发指数(SPEI),对流域1982～2018年干旱事件发生频次、强度和历时的时空特征及其变化规律进行分析表明,其间流域年尺度和季尺度干旱均呈增加趋势,其中冬季干旱化趋势尤为显著;年尺度、夏季和冬季的干旱强度和历时呈增加趋势,春季和秋季的干旱强度和历时呈下降趋势。空间上,流域中部累计干旱强度较大,累计历时较长。干旱历时和发生频次具有显著空间异质性,不同季节空间异质性存在较大差异。金沙江流域中部、汉江流域、长江干流的中游地区干旱整体呈增加趋势;长江源头和流域南部干旱整体呈缓和趋势。     

巴音河流域水文干旱对气象干旱的响应

通过巴音河流域1961—2019年逐月降水量和径流量数据计算标准化降水指数和标准化径流指数,进而对巴音河流域气象和水文干旱的演变以及突变进行分析,并探析流域水文干旱对气象干旱的响应。结果表明,1961—2019年巴音河流域气象干旱与水文干旱呈减缓态势,流域降水增多,有变湿趋势,气象干旱湿润化表现尤为显著。巴音河流域水文干旱对气象干旱的响应表现出时滞性,在1、3、6、12个月的时间尺度下,12个月的气象干旱指标与水文干旱指标相关性最强,水文干旱滞后于气象干旱1～2个月;水文干旱对气象干旱的季节性响应在春、夏、秋、冬分别滞后5、6、9、8个月,在春夏的滞后时间短于秋冬的滞后时间。     

不同干旱指数在唐山地区旱情评价中的应用

基于唐山地区1957—2011年的气象资料,比较分析标准化降水指数（S SPI）、标准化降水蒸散发指数（S SPEI）和帕默尔水文干旱指数（P PHDI）3种不同干旱指数的相关性,并评价了各个指数在唐山地区连旱期间的适用性。结果表明：各时间尺度（年、季、月）的S SPI和S SPEI均显著相关;P PHDI与年尺度的S SPI和S SPEI均显著相关。P PHDI对长期干旱判断效果明显优于短期干旱。年尺度S SPEI和S SPI对干旱事件识别效果比较接近,二者对长期干旱判断偏涝,对短期干旱判断效果明显优于P PHDI。在气温偏低的年份,季尺度的S SPI能很好地反映旱情的严重程度,在气候变暖的背景下,季尺度S SPEI比S SPI更能准确地判断和评价旱情。     

基于PDSI和SPI的综合气象干旱指数研究

在总结对比已有气象干旱指数的基础上,结合帕默尔干旱指数(PDSI)和标准化降水指数(SPI)的优点,提出综合气象干旱指数DI,并对综合气象干旱指数与区域干旱受旱/成灾面积和径流丰枯的相互关系进行分析,结果表明:综合气象干旱指数能够较好地反映区域干旱受旱/成灾范围,以及河道径流的丰枯状况.并且综合气象干旱指数还同时考虑了月季降水量的异常和一段时间的水分亏缺,比单个气象干旱指数更能反映农业干旱和水文干旱.     

长江流域气象干旱演变特征及未来变化趋势预估

基于长江流域及周边范围在内的318个气象站点1956—2018年的实测资料和CMIP5全球气候模式在3种RCPs情景下的预估数据,以标准化降水蒸散发指数作为干旱等级的划分指标,对流域历史气象干旱时空演变特征进行了分析,并预估了流域未来不同排放情景下的气象干旱时空变化趋势。结果表明:①近60 a,流域干旱率年际变化较大,平均干旱率为18.21%。从年代变化来看,近20 a干旱影响范围普遍较大;干旱频发地区主要位于岷江流域,干旱次数呈从上游向下游递减的趋势;高强度的干旱多发生于金沙江中下游地区和成都平原地区,平均场次干旱强度也呈从上游向下游递减的趋势;②在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,2020—2050年长江流域多年平均干旱面积分别为74.1万km²、75.7万km²和126.4万km²;流域上、中、下游干旱频次多年平均值分别为1.1~1.2次/a、1.0~1.1次/a、1.0~1.1次/a。预估时段内上、中、下游干旱频次较历史时段分别增加38.4%~50.7%,33.7%~45.3%和32.6%~49.6%;预估时段内上、中、下游干旱强度多年平均值分别为-1.68,-1.64,-1.60,与历史时段差别不大。研究结果可为相关部门制订科学合理的干旱灾害防范措施和对策提供科学依据。     

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。     

滦河流域气象干旱向水文干旱传播特征及风险分析

干旱是一种复杂的自然灾害,气象干旱可能导致水文干旱等灾害,严重影响社会经济发展。探明气象干旱向水文干旱传播的特征及规律,可为减小干旱损失、保障流域供水用水安全提供技术支持。本文基于滦河山区1960—2017年的气象水文数据,应用游程原理识别气象水文干旱事件,甄别二者间的传播特征,并借助Copula模型评估气象干旱向水文干旱的风险和干旱传播的临界关系。结果表明：（1）在1960—2017年期间,与气象干旱事件相比,水文干旱事件具有频率低、历时长、峰值低的特点;（2）滦河地区气象干旱和水文干旱传播关系以单场气象干旱向单场水文干旱传播为主;（3）气象干旱向水文干旱的传播存在明显的滞后效应,从上游至下游地区干旱滞后时间依次增长;（4）Gumbel Copula函数能够更准确地评估该流域干旱传播风险,结果显示上游地区发生干旱传播的风险低于下游地区,上、下游地区气象干旱发展成水文干旱的临界历时分别为0.93个月和1.26个月,临界峰值强度分别为0.66和0.44。本研究可为评价不同干旱事件间的传播与演变关系,构建流域干旱风险评价模型提供新思路。     

人类活动影响下塔里木河流域气象干旱向水文干旱传播的规律

为了解人类活动影响下塔里木河流域气象干旱向水文干旱传播的规律,基于标准化降水指数(SPI)和径流干旱指数(SDI)分析了气象、水文干旱的变化特征,探讨了人类活动对气象干旱向水文干旱传播规律的影响。研究结果表明：源流区气象、水文干旱均呈减弱趋势,干流气象干旱呈减弱趋势,水文干旱与之相反;随时间尺度增大,干旱历时延长;源流区气象、水文干旱以及干流气象干旱的发生频率受人类活动影响后(1993年后)均降低,仅干流水文干旱的发生频率升高;受人类活动影响后,源流区不同季节气象干旱向水文干旱的传播时间均变长,干流干旱传播时间除春季外均缩短;源流区干旱传播时间延长与气候变化有关,而干流干旱传播时间缩短主要是受人类活动的影响。     

基于综合干旱指数的鄱阳湖流域干旱时空分异特征研究

干旱指数适用性问题是当前干旱研究中的热点问题.本文基于标准化降水指数(SPI),标准化降水蒸散指数(SPEI)和降水Z指数(CZI)等传统标准化干旱指数,以线性组合方法构建综合气象干旱指数(linear combination synthesis drought index,LSDI),提出混淆矩阵评价方法对所有气象干...     

关中地区干旱等级模糊综合评价

基于关中地区5个市区2013年全年的水文气象数据,选取了降水、径流、水库蓄水及地下水4大指标,采用以层次分析法来确定权重的模糊综合评价法,对关中5个市区2013年的干旱情况进行等级评价。评价结果表明:采用单一指标来进行干旱等级评价,评价结果会有所差异,而模糊综合评价法很好地解决了单一指标评价的不全面性和差异性;关中5市中,宝鸡市综合评价结果为无旱,西安、咸阳、渭南及铜川评价结果均为轻度干旱,主要原因是2013年宝鸡市降雨量比其他4市丰富;2013年关中地区全年整体干旱程度为轻度干旱至无旱,评价结果与实际情况基本一致,表明该评价方法在关中地区干旱等级评价中具有一定的可行性。     

关中地区水资源可持续开发利用对策

分析了关中地区水资源开发利用现状,指出关中地区水资源开发利用中存在用水效率低,地下水超采严重,水污染加剧,供水工程老化失修,供水设施不足等问题,从保证国民经济和社会可持续发展以及水资源可持续利用角度,提出了大力推广节水技术,提高水资源的有效利用率;实行水库(群)联网调度;限量开采地下水,注重地下水源的涵养与保护;加强水污染防治,实行污水资源化;实施省内"南水北调工程"等对策建议.     

基于 MODIS 影像分析的关中地区干旱监测

以 MODIS 数据为基础资料, 以归一化干旱指数(NDDI) 作为干旱监测指标, 通过预处理、 波段运算、 影像分类 分析和分类后处理等过程, 实现对关中地区的旱情监测。根据监测得到的各区县不同程度的干旱面积, 通过赋权计 算得到各区县的综合干旱程度, 为区域主动应对、 抵御干旱奠定了基础。结果显示, 在监测时间点, 关中地区的 30 个区县中仅有西安、 宝鸡、 凤翔处于轻旱状态; 蓝田等 5 个区县处于中旱状态; 户县等 10个区县处于重旱状态; 阎良 等 12 个区县处于极旱状态。     

基于SPEI的海河流域干旱时空演变特征及环流成因分析

基于海河流域31个气象站1961—2017年逐日气象资料、美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)再分析数据集,计算了多时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了海河流域1961—2017年干旱时空演变特征,并结合流域夏季500 hPa等位势高度场分析了流域干旱演变特征的环流成因。结果表明:1961—2017年海河流域有轻微干旱趋势,且长历时干旱主要集中于1980—2017年,但干旱强度呈减弱趋势,春末(5、6月)湿润化趋势显著,夏季(7、8月)干旱化趋势显著;空间分布上,海河流域内57.4%的区域呈现干旱化趋势,19.0%的区域呈现干旱减弱趋势,全流域夏季呈显著干旱化趋势;蒙古高压增强、西太平洋副热带高压西移、南扩以及增强的环流特征不利于水汽输送及降水形成,高压系统的增强和水汽输送的减少是流域夏季干旱化趋势的原因之一。     

近100年关中地区干旱灾害的时空变化分析

通过历史文献资料的收集和整理,对1900-2000年关中地区干旱灾害的变化阶段、空间变化、等级分布、变化趋势进行了研究。结果表明:关中地区近100 a共发生干旱灾害53次,平均每1.9 a发生一次。关中地区近100 a来发生的旱灾等级以中度旱灾为主,共发生23次,占旱灾总数的43.4%;其次为轻度旱灾和大旱灾,分别发生14和13次,占旱灾总数的26.4%和24.5%;特大旱灾较少,共发生3次,占旱灾总数的5.7%。关中地区近100 a来干旱灾害有明显的地区和季节差异,中东部为旱灾的高发区,其中渭南地区干旱灾害的发生次数最多,远远高于其他几个地区;旱灾以春旱和夏旱为主,分别占总数的11.3%和20%。关中地区近100 a干旱灾害发生的趋势为先下降后上升的趋势,从20世纪初至70年代干旱灾害的发生次数呈下降趋势,70年代至2000年略有上升。关中地区的气候类型和地理位置及人类活动是该区干旱灾害发生的主要原因。     

关中地区历史特大干旱探讨

利用近 5 0 0年关中旱灾的历史资料 ,结合解放后 40年气象资料和水文资料 ,分析了关中地区历史旱灾特点 ,预测了旱灾对关中经济可能带来的危害 ,说明了建立防御大旱意识的重要性。     

1960-2019年成都地区极端降水时空演变特征分析

基于成都市域及周边21个国家级地面气象观测站逐日降水观测资料,通过构建极端降水指标体系,采用去趋势预置白处理(TFPW-MK)方法、经验正交函数分解法(EOF)等,从时程变化和空间变化角度解析1960—2019年成都地区极端降水时空演变特征。结果表明：成都地区极端降水呈下降趋势,尤以湿日降水量、强降水量两个指标下降趋势最为显著,这一特征与我国西南、南方城镇化地区极端降水变化特征有显著区别;成都地区不同极端降水指标具有相似的分布模态,呈“南北型”“东西型”“辐射型”3种分布形式,“南北型”模态是主要分布态势,极端降水由20世纪60年代以北部为中心逐渐在2000年后转移至南部和东南部,“东西型”和“辐射型”模态则反映了地形和城镇化对该地区极端降水的影响;城镇化进程对成都地区极端降水具有一定的增雨效应,2005年为增雨效应突变点,2005年后城区发生极端降水的概率和等级均超过郊区,增加了城区洪涝风险概率。     

基于SPEI的三江平原干旱时空分布特征分析

干旱监测指标是人们监测旱涝变化情况的重要参数,可为灾害预警、影响评估、应急管理及决策提供依据。基于1961—2014年的月降水量和月平均气温时间序列分别计算不同时间尺度(1月、3月、12月尺度)的SPEI值,在此基础上分析不同年、季节和月份干旱强度和干旱站次比的变化特征以及干旱发生频次的空间分布特征。结果表明:三江平原干旱强度及干旱发生范围总体呈略微上升趋势,夏季干旱强度最大,秋季干旱发生范围最广;空间尺度上,中旱及以上强度干旱发生频次较高的区域主要集中于鹤岗、富锦、佳木斯、萝北、集贤等地,呈从东南向西北增加的特点;三江平原的干旱情况在不同年代呈波动态势,1970年代和2000年代为干旱最严重的年代纪。     

陕西关中塿土去氮性能的研究

采用斜板槽塿土处理系统在SBR运行方式下处理生活污水.考察了关中塿土污水去氮的实用性能.结果表明:系统壤土的挥发性有机物含量和硝化作用强度分别为0.0658和19.35 mg/(g·h);壤土对污水氨氮的吸附去除率小于25％,并主要通过硝化细菌的硝化作用去除氨氮.在一定水力、污染负荷下,系统对污水氨氮、TN去除率为87.93％、70.5％.可见,广泛利用塿土系统实现关中地区分散型污水中氮的净化是切实可行的.     

关中盆地浅层地下水水文地球化学分布特征研究

以揭示地下水化学场的形成机理为研究目的,在了解关中盆地水文地质的基础上,分析了地下水的水化学特征,讨论了其形成机理。结果表明:水化学类型、矿化度、硬度均具有明显的水平分带特征,但由于受到地质地貌和水文地质不同的制约,又各有特点;离子含量的分布与pH值、矿化度、硬度和水化学类型的分布规律有着一定的联系;离子的变化趋势的大小明显受到矿化度大小的约束,且地下水动力场对化学场起着控制性作用。