引江济淮工程水源区和受水区干旱遭遇风险

干旱遭遇会严重影响跨流域调水工程的效益发挥，为科学评估引江济淮工程水源区和受水区的干旱遭遇风 险，采用标准化降水蒸散指数（standardized?precipitation?evapotranspiration?index，SPEI）和 Copula 理论构建水源区和 受水区干旱指数的联合分布，分析历史和未来两个区域干旱演变规律以及干旱遭遇风险变化。结果表明： 1960—2020 年水源区和受水区发生干旱的频率分别为 27.32% 和 29.78%；未来情景下两个区域干旱发生频率均 有明显增加，尤其高排放情景下特旱发生频率增加超过 10%；非汛期水源区和受水区同时发生干旱的概率比汛期 高 5.49%；未来汛期和全年干旱遭遇频率预计有明显增加，非汛期干旱遭遇频率略有降低；在中高排放情景下 （SSP2-4.5 和 SSP5-8.5），远期干旱遭遇频率相对更高。干旱遭遇风险增加对跨流域调水工程效益发挥带来了巨大 挑战，因此迫切需要制定适应性策略，为调水工程正常运行管理和水资源可持续利用提供保障。     

南水北调中线工程水源区与海河受水区干旱遭遇研究

基于Copula理论,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立了南水北调中线工程水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年SPEI的联合分布,并结合未来气候模式数据,研究了变化情景下南水北调中线工程水源区与海河受水区各时期干旱遭遇概率变化及其对工程运行风险的影响。研究结果表明:过去几十年,南水北调中线工程水源区与海河受水区总体呈现变旱趋势;在RCP4.5和RCP8.5两种未来气候变化情景下,水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年同旱事件发生概率较现状有不同程度的增加,尤其汛期遭遇同旱和非汛期遭遇同重旱的概率明显增大,增加的幅度分别达到2.99%~6.1%和2.67%~3.63%。在未来变化情景下,水源区与海河受水区干旱遭遇变化可能会对工程运行带来风险,因此,有必要研究相应的适应性对策以保证工程的正常安全运行。     

基于SPEI的南水北调中线水源区干旱时空特征

利用多种统计方法对南水北调中线水源区降水和气温序列进行趋势诊断,识别了不同气象站点序列的时空变化趋势;以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立考虑降水和气温共同对干旱过程影响的评价模型,研究分析了水源区不同时间尺度和分期(汛期、非汛期和全年期)干旱过程动态变化特征。分析表明:降水量呈现不显著的下降趋势,气温总体呈现显著性上升趋势;短时间尺度SPEI对降水和气温变化更加敏感,随着时间尺度增大,SPEI值变化更加平缓;非汛期和全年期水源区发生严重干旱的概率增大,不同气象站点3个不同时期发生特旱或重旱的年份与历史发生干旱的资料相一致;干旱严重程度从上游到下游逐渐衰减,整个汉江上游和西北部地区干旱发生频次略高于下游和南部地区;对比标准化降水指标(SPI)计算结果,SPEI指数较SPI指数补充考虑了降水和气温对干旱过程的综合影响,可作为SPI指数的一个重要补充分析手段,可应用于描述南水北调中线水源区不同时间尺度的干旱特征。     

气候变化背景下滇中引水工程水源区与受水区 降水丰枯遭遇分析

基于历史实测降水数据与全球气候模型预估数据，使用 Morlet 小波方法分析滇中引水工程水源区与受水区 降水序列的周期变化和未来的降水趋势。同时，采用 Copula 函数计算历史时期（1960—2021 年）与未来时期 （2022—2100 年）水源区与受水区降水丰枯异步或丰枯同步的概率。结果表明：1960—2021 年降水序列存在 26~39?a、18~25?a、4~7?a 的 3 类时间尺度的周期变化，2022—2100 年降水序列存在 38~55?a、18~30?a、5~12?a 的 3 类时间尺度的周期变化，降水量呈现“多—少—多”的循环交替，预计未来 10~20?a 将持续处于降水较多的时期； 过去 62?a，水源区和受水区降水丰枯异步频率 36.4%，同期丰水年频率为 25.3%，同期枯水年频率小于 30%，水源区 和受水区具有水量互补的引水条件，两区域之间存在着水量补偿特征；与历史丰枯遭遇对比，未来降水量丰枯同 步频率均呈现减小的趋势，丰枯异步呈现增加的趋势，同枯和源枯受丰的频率减少，未来有利于调水的降水丰枯 组合概率平均增加 3.75%；在近、中、远期预估中，从 SSP1-2.6 情景过渡到 SSP5-8.5 情景，SSP5-8.5 情景下降水量 丰枯异步频率比 SSP1-2.6 情景大，说明水源区与受水区的降水区域差异变大，降水时空差异更加显著。通过对滇 中引水工程水源区与受水区降水量丰枯遭遇的综合分析、定量评估和模拟预测，为滇中引水工程水资源调度协同 一体化提供数据支撑及参考依据。     

基于CMIP6的全球及干旱带干旱时空演变

针对全球范围内极端气候事件频繁发生的问题,采用等距离分位数方法,构建CMIP6模式高精度降水、气温数据库,耦合帕默尔干旱指数(PDSI)预估未来情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)下全球及干旱带干旱特征时空演变趋势。结果表明：经过偏差校正的CMIP6模拟精度明显提高;基准期(1979—2014年)全球干旱频次变化较小,干旱历时较长,干旱烈度较强,干旱带的干旱烈度较弱;预测期(2025—2060年)全球干旱特征在时空分布上差异性显著,干旱频次较高,平均干旱历时增加,平均干旱烈度增强;预测期干旱带干旱频次、干旱历时和干旱烈度均呈现增加趋势,热带/亚热带干旱带和温带干旱带变旱趋势较显著。     

南水北调中线水源区与海河受水区丰枯遭遇研究

基于常用的趋势检验方法,对南水北调中线水源区和海河受水区降水序列进行趋势诊断,据此对其变化趋势进行了识别;基于历史实测和未来气候模式降水数据,通过构建边缘分布模型和Copula联合分布模型,来描述降水序列的独立结构,用于定量评估气候变化对水源区和海河受水区降水丰枯遭遇的影响。研究结果表明:过去55 a水源区和海河受水区降水量呈现为不显著的下降趋势;在气候变化RCP4.5和RCP8.5情景下,水源区与海河受水区降水量的丰枯遭遇概率均呈现为增加的趋势,调水有利组合降水量遭遇概率平均分别增加了3.58%和5.80%;同枯遭遇概率均小于30%,说明工程实施调水的可能性。对气候变化影响下的丰枯遭遇开展研究,可为南水北调中线工程的正常运行和水资源调度提供理论参考。     

气候变化对南水北调中线受水区径流量影响研究

资料显示,南水北调中线受水区近50年来气温增高1℃左右。为了分析气候变化对未来南水北调水源区需调水量的影响,本文以南水北调中线受水区为研究对象,采用WCRP的CMIP3数据,运用WEP-L分布式水文模型,计算气候变化情景对南水北调中线受水区径流量的影响。研究成果对于南水北调中线工程通水后水源区需调水量研究具有重要的借鉴意义,为研究气候变化对径流量的影响提供了一种可靠的方法,并为分析气候变化对水循环的影响奠定了重要的基础。     

南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇分析

利用南水北调中线水源区和受水区40余站1954～1998年的降水资料,计算分析了汉江水源区,唐白河、淮河、海河南北受水区降水统计特征及水源区与受水区丰枯遭遇特征.结论为汉江水源区年降水量大于各受水区,水源区降水年内分配较受水区均匀、降水年际变化比受水区小.水源区与各受水区同丰、同枯遭遇概率较小,能正常发挥调水效益的丰枯遭遇概率在67%～82%,从南至北增大,各区连续枯水年时段不多.     

南水北调中线水源与受水区降水丰枯遭遇分析

利用南水北调中线水源区和受水区40余站1954~1998年的降水资料,计算分析了汉江水源区,唐白河、淮河、海河南北受水区降水统计特征及水源区与受水区丰枯遭遇特征。结论为汉江水源区年降水量大于各受水区,水源区降水年内分配较受水区均匀、降水年际变化比受水区小。水源区与各受水区同丰、同枯遭遇概率较小,能正常发挥调水效益的丰枯遭遇概率在67%~82%,从南至北增大,各区连续枯水年时段不多。     

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。     

南水北调西线一期工程甘肃省受水区初步规划

南水北调西线工程调水方案基本确定,一期工程调水40亿m3,受水区为青海、甘肃等6省(区)。主要介绍了甘肃省受水区规划的思路与方法,受水区的选定原则,初步规划的成果以及调水水资源配置所需的配套工程情况,分析了南水北调工程在甘肃省经济社会发展及生态建设中的地位和作用。     

南水北调河北省受水区污水资源化利用

根据南水北调河北省受水区城市用水与排水、受水区水资源的现状分布及开发利用情况,利用BP人工神经网络方法建立受水城市的污水排放预测模型,提出基于水质分级的受水区污水利用规划,为受水区当地地表水、地下水、外调水、污水、微咸水等多种水源的联合配置提供科学依据。     

南水北调东、中线一期工程水源置换效应情景分析

通过构建外调水-当地水联合调配模型和对水源置换流程的解析,以南水北调东、中线一期工程海河流域受水区为研究范围,分析了通水后受水区地下水调控与生态环境修复状态下的水量配置情景,定量评价了受水区的水源置换效应。结果表明东、中线一期工程来水中约1/3用于支撑城镇新增需水,2/3用于置换现有不合理用水并返还农业和生态。通过城镇水源置换能够使受水区的生态环境得到改善,但是一期工程通水条件下现有水资源短缺和生态恶化的矛盾尚不能根本解决,还必须采取强化节水、治污、控制地下水超采和多水源合理配置等多种措施,唯此才能充分发挥南水北调工程效益。     

Drought Characterisation Based on Water Surplus Variability Index

Drought assessment, characterisation and monitoring increasingly requires considering not only precipitation but also the other meteorological parameters such as an evapotranspiration. Thus, some new drought indices based on precipitation and evapotranspiration have been developed. This study introduces a new drought index named the water surplus variability index (WSVI). The procedure to estimate the index involves accumulation water surplus at different time scales. To approve the proposed procedure, the WSVI is compared with the standardized precipitation index (SPI), the reconnaissance drought index (RDI) and the standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) based on 1-, 3-, 6- and 12-month timescales using data from several weather stations located in regions with different aridity index. Near perfect agreement (d?~?1) between WSVI and SPI, RDI and SPEI was indicated in humid and sub-humid locations. The results also showed that the correlation coefficients between WSVI and SPI, RDI and SPEI were higher for semi-arid stations than for arid ones.     

Drought variability and its connection with large-scale atmospheric circulations in Haihe River Basin

Drought is one of the most widespread and devastating extreme climate events when water availability is significantly below normal levels for a long period. In recent years, the Haihe River Basin has been threatened by intensified droughts. Therefore, characterization of droughts in the basin is of great importance for sustainable water resources management. In this study, two multi-scalar drought indices, the standardized precipitation evapotranspiration index(SPEI) with potential evapotranspiration calculated by the Penmane Monteith equation and the standardized precipitation index(SPI), were used to evaluate the spatiotemporal variations of drought characteristics from 1961 to 2017 in the Haihe River Basin. In addition, the large-scale atmospheric circulation patterns were used to further explore the potential links between drought trends and climatic anomalies. An increasing tendency in drought duration was detected over the Haihe River Basin with frequent drought events occurring in the period from 1997 to 2003. The results derived from both SPEI and SPI demonstrated that summer droughts were significantly intensified. The analysis of large-scale atmospheric circulation patterns indicated that the intensified summer droughts could be attributed to the positive geopotential height anomalies in Asian mid-high latitudes and the insufficient water vapor fluxes transported from the south.     

南水北调受水区节水指标体系构建及应用

南水北调受水区是我国水资源最为短缺的地区之一。按照实行最严格水资源管理制度的要求,面向"节水优先"的国家水安全保障战略,开展受水区节水分析。基于对现有节水评价指标分析的基础上,构建了能够全面反映区域用水结构和全社会全过程用水效率的评价指标与评价标准。采用单一指标评价法,系统剖析受水区通水前后(2003-2015年)综合节水情势和各行业节水变化趋势,并利用所构建的综合评价体系对2015年受水区县、市用水效率进行综合评价。评价结果显示近年来,受水区大力节水,用水效率大幅度提高,但与国际先进节水水平相比较,受水区节水工作还存在很多改进空间,节约用水仍有一定潜力。