基于SPI的京津冀地区旱涝时空 变化特征分析

以京津唐地区及周边地区37个气象站点1961~2010年逐月降水为基础资料,以地理信息系统技术为处理平台,结合滑动t检验、SPI指数（SPI, standard precipitation index） 方法和空间插值IDW（inverse distance weighting）等,分析京津冀地区年降水量趋势性、突变性、以及各地区旱涝发生等级、发生频率、旱涝发生频率的空间分布特征、降水突变点前后时段各地区旱涝特性的转变。结果表明：(1)近五十年,京津冀地区北部降水减少,南部降水增加,整体呈减少趋势,降水在1996年前后两时段变化剧烈;(2)北京、承德、唐山为旱涝交替高发区,秦皇岛、石家庄为洪涝高发区,张家口为干旱易发区;(3)变化期和基准期前后比较,各地区旱涝特征变化显著,整体的趋势是干旱形势加重,洪涝趋势减弱。     

黄河三花间降水量年内分配变化规律分析

根据三花间21个气象站1961～2007年降水量资料,采用降水集中度和集中期等指标分析了该地区的降水变化特征,结果表明:①降水分布很大程度上与该地区的地形特点有关,西南部明显多于东北部,同时降水有两个相对高值区;②年内降水集中度和集中期均存在南北差异,北部的降水较南部更为集中;③气候旱涝与降水集中度有明显关系.     

渭北旱塬地区典型频率年降水量分布特征研究

不同频率降水的分布特征研究对水资源的高效利用和农业布局有重要意义。利用ArcGIS软件对陕西省渭北旱塬区28个县(区)1981—2005年的日降水资料进行整理分析,构建各站的年降水序列,利用克里金插值法绘制5%、50%和95%三个典型频率年降水量等值线图,分析了各频率下年降水量空间分布的特点。结果表明:渭北旱塬地区频率为5%的丰水年年降水量分布从东北至西南逐渐增多;频率为50%的平水年年降水量分布以铜川市宜君县和宝鸡市中部为最高,并向四周逐渐减少;频率为95%的枯水年年降水量分布与平水年的趋势相似,但降水量相对较大的区域扩大;研究区东北部区域较其他地区而言丰水年降水偏少,枯水年降水偏多,总体降水量分布较为均匀,应属于不易发生旱涝灾害的区域。     

治淮的两个效果

淮河流域位于我国南北气候过渡带和东部沿海与中西部内陆过渡带,流域多年平均降水量853mm,淮河水系的多年平均降水量为883mm;降水量在区域分布上极不均衡,年际变化大;年降水量的地区变幅为600～1400mm,丰水年和枯水年相差4～5倍以上,且60％以上的降水产生在6～9月份,洪、涝、渍、旱等灾害频繁地连续和交替出现。据《全国近500年旱涝等级资料》统计,1470～1978年发生全流域洪涝灾年份占66％,旱涝渍并有的年份占24％,连涝连旱年份也常有发生,无灾正常年份仅占5％左右。1949～1992年全流域年年都有水旱灾害发生,其中5年平均的变化见图     

广东北江流域降水集中度和集中期的时空变化特征

基于广东北江流域分布较均匀的18雨量站1965年-2009年日降水资料,统计出各站各年份降水集中度(PCD)和集中期(PCP)指标,然后基于该指标分析流域降水集中度和集中期多年均值、变化趋势、与年降水量相关性、丰水年枯水年合成分析的空间分布情况,以期研究流域降水年内非均匀分布的时空变化特征。结果表明:(1)降水集中度总体表现为从南向北递减;降水集中期主要表现为中北部的大部分区域较为提前,南部区域较为滞后。(2)大部分区域表现为年降水量随着降水集中度的下降而增加;南部区域年降水量随着降水集中期的滞后而减少,北部区域反之。(3)MK趋势检验表明,流域降水集中度、集中期均主要表现为上升,但不显著。(4)降水集中度空间分布上,丰水年与枯水年比较一致,但枯水年降水集中度更高;丰水年降水集中期差别较大,从流域平均来看,丰水年集中期较枯水年约滞后20天。     

淮河流域植被降水利用效率时空格局分析

利用2001～2016年MODIS NDVI及气象数据,基于CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了淮河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP),并结合降水量数据,分析植被降水利用效率(Precipitation Use Efficiency,PUE)的时空分布特征及其对气候因子的响应。结果表明:①2001～2016年间淮河流域的植被平均PUE为0.598 g C/(m~2·mm),总体呈下降趋势;②淮河流域植被降水利用效率空间上呈规律性变化,流域北部PUE增加,南部降低;③淮河流域不同植被类型PUE有较大差异,大部分地区为农田且PUE最高,其次是森林、灌丛,最后为草甸;④淮河流域99.7%的地区PUE与降水量呈负相关,而80.1%的地区与温度为正相关;⑤降水量是影响淮河流域植被PUE的重要因素。     

试论淮河流域水资源可持续开发利用

一、淮河流域水资源特性与开发利用存在的主要问题 1、淮河流域水资源特性 降水径流时空分布不均,年际变化剧烈。淮河流域地处我国南北气候的过渡带,天气变化剧烈,水资源时空分布极不均匀。全流域多年平均降水量为888.3mm,呈现南部大于北部,同纬度山区大于平原,沿海大于内陆的规律;多年平均径流深为231mm,时空分布非均匀性更甚于降水,南部达1000mm,北部仅50～     

王家坝以上流域降水量与年最大洪峰流量响应关系研究

一、引言淮河流域地处我国南北气候过渡带,是我国旱涝频繁发生的地区,也是气候变化响应明显的地区。高超等研究表明20世纪60~80年代淮河流域年平均气温呈下降趋势,进入90年代开始显著上升。在此背景下,国内一些学者开展了相关的研究,杨赤等研究表明影响淮河上游水文极值的大气环流因子主要有西太平洋副热带高压、北半球极涡和亚洲经向环流;邓鹏等对淮河流域近50年年降水量变化研究表明年降水量呈增加趋势,存在2~3年主周期震荡和7年左右的次周期,具有南部多于北部、山区多于平原、近海多于内陆的特点;董全等研究表明流域月降水量和月平均流量存在很好的对应关系,但是比较极端的流量和降水事件线性关系不成立。     

浙江省降水集散程度时空变化研究及应用

选用浙江省31个雨量站1962—2019年降水系列,分析浙江省年降水量的时间变化特征和空间分布特征,并引入降水集中度和集中期的定义分析降水集散程度的发展变化趋势。在此基础上,研究降水集散程度在浙江省水旱灾害事件判别中的应用。从研究成果来看,浙江多年平均降水量总体上沿海地区高于内陆地区,西部地区高于中部地区;丽水、衢州、温州和舟山等地区降水集中度高于其他地区,防汛工作应尤为重要;旱涝Z指数的整体变化趋势为显著上升,且随降水集散程度的提高而提高。     

淮河流域夏季旱涝前兆信号及预测

淮河流域旱涝频繁,寻找旱涝前兆信号并建立预报机制意义重大。依据淮河流域1968-2017年的降水、太平洋海温和欧亚大陆范围内的500 h Pa高度场资料,利用改进的Z指数法评定了淮河流域近50年来夏季旱涝的等级,寻找了影响流域降水的海温和大气压高度前兆信号,以其为预测因子,建立了流域夏季旱涝指标值预测的数学模型。结果表明:淮河流域旱涝灾情严重,呈现出南涝北旱的特征,旱灾有微弱的下降趋势,涝灾相反;海温前兆信号关键区位于千岛群岛、菲律宾海域到中太平洋地区以及Nino4区,500 h Pa高度场前兆信号关键区域分布于东西伯利亚山地、东欧和西西伯利亚平原以及西亚地区;利用逐步回归法建立的方程,具有较好的预测精度和实用性,能够对淮河流域夏季降水的旱涝指数进行预测,可为流域旱涝监控和预测提供支持。     

黄淮海地区 2003- 2014 年 GRACE 水储量时空变化

利用2003-2014年GRACE时变重力场数据反演黄淮海地区水储量变化,并与同期降水数据比较,分析其年际与年内变化特征,结果表明:时间上,2003-2014年黄淮海地区水储量呈现下降趋势,下降速率约0.42mm/月,其子流域海河和淮河流域下降速率分别为0.52mm/月和0.28mm/月;年内仅2月、9月和12月水储量盈余,9月水储量最大,为9.86mm,6月水储量达到最大盈亏量,约56.65mm;空间上,水储量变化整体上由南往北递减,海河流域水储量较淮河流域亏损严重,但随季节变化水储量亏损状态由南向北得到缓解,到冬季水储量呈现盈余;水储量空间变化主要受降雨影响,同时还受区域农业布局和作物灌溉影响。GRACE数据可为黄淮海地区水储量变化研究带来便利,为区域水资源的科学管理和规划提供依据。     

淮河流域主汛期极端降水时空特征变异分析

以淮河水系16个片区1953年-2007年逐月降水资料为基础,选取超门限峰值序列(POT),引进广义帕雷托分布(GPD),借助L-矩估计方法,分析淮河水系主汛期年极端降雨事件的空间变化。并以淮河干流左右岸的代表性支流为研究对象,通过统计极端降水的频次和强度,结合帕雷托参数的空间变化,分析了淮河汛期极端降水的演变规律。研究发现:①不同门限值下的逐月降水量所拟合的降水极值概率分布符合广义帕雷托分布;②淮河的极端降水频次和强度右岸普遍大于左岸,与帕雷托分布形状参数和尺度参数空间分布一致性较好;③不同量级的极端降水的时空变化规律有较大差别。研究结论对淮河流域的洪涝灾害的预警和防治有一定的参考价值。     

1960年-2010年淮河流域降水量时空变化特征

采用淮河流域25个代表性站点降水量资料,运用线性回归法、累计距平法以及Mann-Kendall趋势检验与突变检验的方法综合分析了该流域降水量在时间上与空间上的变化特征。结果表明:在时间尺度上,淮河流域多年降水量总体上呈现微弱的上升趋势,但中间多年都保持下降的趋势,突变起始年为1965年;在空间尺度上,淮河流域降水量由南向北逐渐减少,上游、中游多呈现上升趋势,下游多呈现下降趋势。对淮河流域时空上的降水量的趋势特征和突变特征分析,可以为淮河流域的洪涝灾害防治提供参考依据。     

1958—2017年滇中引水工程受水区降水时空变化

为了对滇中引水工程水资源进行科学调度和合理配置,开展滇中引水工程受水区降水时空分布研究。基于受水区内8个雨量站的60 a降水数据,采用云模型、Mann-Kendall检验、小波分析和协同克里金插值法探究受水区降水序列的时空分布特征。结果表明:年内降水量主要集中在6—8月,12月至次年2月降水量少;夏季降水时间分布不均匀,且8月份稳定性最差,冬季降水量小但降水均匀。年际降水量以9.92 mm/(10 a)减少,年降水量存在突变性和周期性波动,突变点集中在1982—1992年,在研究时段内降水量经历了3个周期的丰-枯变化;降水量在空间上分布不均匀,春、夏和秋季降水量在空间上呈现出“南多北少、西多东少”,而冬季降水空间分布规律较差。 综上所述,滇中引水工程受水区应当注意防汛抗旱、监测区域泥石流以及预防夏季干旱。     

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3~5,8~15,20~25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。     

金沙江流域近55a降水时空分布特征及变化趋势

利用金沙江流域内44个气象站点的逐月降水数据资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法、克里金插值法以及空间分布格局法,研究了该流域近55 a降水时空分布特征及变化趋势。结果表明:流域年降水量和非汛期降水量均呈不显著的增加趋势,汛期则呈不显著的减少趋势;流域年内降水分布不均匀,主要集中在汛期5~10月,降水量约占全年的89%;流域降水空间分布特征主要表现为由上游向下游呈逐渐增加的趋势;流域降水的空间格局具有较大差异,主要呈现出流域河源及其中游地区降水量增加,下游地区降水量减少的变化特征。     

基于标准化降水指数的淮河流域干旱 演变特征分析

利用淮河流域35个气象站点的降水资料,采用标准化降水指数(Standardized Drecipitafion in- dex , SP1)分析了淮河流域近50年(1961 } 2010年)的年度干旱指数,并利用干旱发生频率、干旱站次比和干旱强度三项干旱指标分析了淮河流域的干旱演变特征。研究结果表明,近50年来,淮河流域以轻旱、中旱为主,重旱、特旱相对较少,有干旱发生面积有逐年递减而发生强度呈增强趋势。在当前气候变化背景下,淮河流域干旱对农业生产的不利影响有减小的趋势。     

淮河流域近60年来干旱灾害特征分析

频繁发生的干旱灾害严重制约了淮河流域社会经济和农业的可持续快速发展。通过对淮河流域1949年-2010年期间干旱灾害的统计分析,探讨了流域各县区不同季节旱灾发生频次和易旱季节分布,以及不同程度旱灾的发生频次和易旱地区分布,绘制了流域易旱季节分布图和易旱地区分布图。研究结果表明:淮河流域易发春夏旱、夏旱、夏秋旱和春旱,发生频次依次降低;流域易发中度干旱和轻度干旱,严重干旱和特大干旱发生频次相对较少。研究成果可为淮河流域旱情监测、预测及预警提供基础资料,为防旱抗旱减灾和粮食生产安全提供参考。     

降雨空间尺度对径流模拟的影响研究

通过分析不同分辨率的雷达降雨数据所产生的降雨空间分布的变化对径流模拟的影响发现:本文所用的基于DEM的蓄满产流分布式水文模型对降雨时间和空间的变化是比较敏感的;由于降雨空间分辨率的变化计算的径流总量、洪峰都有不同程度的变化,但是这种变化的大小又与降雨场的特征、流域面积的大小以及土壤含水量的变化有很大的关系:随着面平均降雨量(P BAS)的增减,洪量也随着增减,P BAS与洪量有很好的相关性;降雨CV值的增加导致洪峰和洪量都相应的增加;流域的面积越小洪峰和洪量对降雨空间变化就越敏感;在前期干旱的条件下降雨空间变化导致的洪峰和洪量的变化要比在湿润的条件下产生的洪峰和洪量的变化大。     

基于SPI和SPEI的淮河中上游流域气象干旱时空分布特征对比研究

基于淮河流域1960-2017年逐月降水、气温资料,采用SPI、SPEI等干旱指数和线性趋势法、Mann-Kendall、小波分析等数学统计方法对年和四季气象干旱的趋势性、周期性及干旱频次进行时空分布特征的对比研究。结果表明:流域年、夏冬两季两种干旱指数呈微弱增加趋势,SPEI较SPI上升幅度略大,春秋两季均呈微弱减少趋势,SPEI较SPI下降幅度略大;研究时段内同一区域的两种干旱指数反映的干湿变化周期性基本一致;年尺度淮河以北SPEI显示中旱频次较多而SPI显示轻旱频次较多,其他时间尺度南北区域接近一致;两种干旱指数的空间变化趋势除夏季较为一致外,年、春秋两季在同一区域上SPEI显示的干旱化趋势较SPI略强,冬季SPI显示绝大部分区域呈湿润化趋势而SPEI呈干旱化趋势;两种指数在空间分布上存在一定程度的差异性,四季SPEI显示的干旱频次普遍比SPI统计的干旱频次高。研究结果对于干旱客观性评估和水旱灾害防治管理具有重要参考价值。