基于标准径流指数法的汾河上游水文干旱等级划分研究

以汾河上游为例,选取标准径流指数(SRI)为研究指标,分析上静游、汾河水库和兰村三座水文站1956~2000年实测年径流丰枯变化情况,基于SRI划分无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱五个等级并获得了等级间的界限值,进而对汾河上游水文干旱等级进行了划分。结果表明,基于SRI的等级划分能够很好地反映汾河上游径流量的正偏性,在不同时间尺度下具有明显的一致性;中旱、重旱在汾河上游发生的概率较大,未来抗旱措施应主要集中在重旱区。     

汾河上游水文干旱与气象干旱的关系

为分析汾河上游水文干旱与气象干旱的关系,基于汾河上游4个气象站1956~2000年月降水量、月平均气温资料建立流域标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),并根据4个水文站同期月径流资料建立各水文站标准化径流指数(SRI);对1、3、6、12个月4个时间尺度的指数进行趋势分析,然后分析各水文站4个时间尺度的SRI与流域SPI、SPEI的相关性,最后采用时移互相关分析、回归分析研究水文干旱对气象干旱的滞后性。结果表明,汾河上游呈干旱化趋势;各站水文干旱与气象干旱间的相关系数随时间尺度的增加而增加,都通过了显著性检验;相同时间尺度下,4个水文站水文干旱与气象干旱相关程度差异较弱;SRI与SPEI的相关程度较SRI与SPI更为紧密;12个月时间尺度下,汾河水库、寨上、兰村SRI表征的水文干旱滞后于以SPEI表征的气象干旱约1个月。     

Wakeby分布对水文干旱指数建立的适用性分析

为更准确地描述流域干旱,以汾河上游上静游站、汾河水库站的月、季、年径流量为例,计算了其对Wakeby分布、Kappa分布、广义Pareto分布、p-Ⅲ型分布拟合情况,选取最优分布,以此构建径流干旱指数SDI并进行正态标准化,对研究区的水文干旱事件进行等级划分,并依据历史记载干旱进行验证.结果 表明,Wakeby分布计算...     

长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

钦江流域干旱时空变化特征分析

针对钦江流域近年来的干旱及水资源短缺问题,以钦江流域1970~2007年的降水资料为基础,利用标准化降水指数、Z指数、干旱站次比、干旱强度等指标分析了流域干旱的时间分布特征,并利用ArcGIS中的地统计分析方法研究了流域干旱的空间分布情况。结果表明,钦江流域发生干旱的时期主要集中在20世纪80年代、90年代初期和2006年以后,干旱强度多为中度,达到重度干旱强度的只有1989年,钦江流域中部地区是干旱的频发区。     

澜沧江—湄公河流域气象干旱时空分布特征分析

以澜沧江—湄公河流域为例,基于38个气象站1977～2010年降水资料,采用标准化降水指数(SPI)、干旱频率、干旱覆盖范围及干旱重心分析了流域气象干旱时空分布特征。结果表明,干旱强度与覆盖范围随时空分布呈规律性变化,年际变化较大,雨季变化趋势不明显,旱季呈显著下降趋势。该方法计算简单易行、资料易获取、稳定,可用于不同时空的干旱监测与评估。     

ENSO事件对渭河流域气象干旱和水文干旱的影响

利用渭河流域1960~2012年13个气象站的逐日降雨资料和三个水文站的径流资料,分析ENSO事件对该区域的降雨、径流、气象干旱和水文干旱的影响。结果表明,ENSO事件对渭河流域的降雨量和径流的影响较为明显,尤其是在7、8、9、10月;EI Ni1o事件对降雨量/径流有减少作用,而La Ni1a事件对降雨量/径流有增加效应;ENSO事件对径流的影响具有空间和时间的差异性,且由下游到上游逐渐变大;渭河流域共发生142次气象干旱和76次水文干旱,发生气象干旱和水文干旱平均持续时间分别为2.56、3.40个月,气象干旱和水文干旱发生次数呈增加趋势;ENSO事件对气象干旱和水文干旱的影响较大,经过卡方检验,在10月EI Ni1o事件和La Ni1a事件与气象干旱的发生有显著(α=0.05)关系,同时10月EI Ni1o事件和水文干旱的发生也有显著关系。     

金沙江上游流域水文循环要素变化特征分析

基于金沙江上游攀枝花和直门达两个水文站及49个气象站1956～2009年的水文气象资料,分析了气温、降水和径流的时空变化特征,并采用Mann-Kendall检验法对各要素的时间变化趋势进行了显著性检验。结果表明,金沙江上游年平均气温和月平均气温均显著升高;年降水量显著增加,但年径流量增加趋势并不显著;月径流量除在春末夏初显著增加外,其他各月均无明显变化。     

基于标准降水指数的河南省干旱时空演变规律分析

基于河南省17个气象站1960~2010年的月降水资料,采用标准降水指数（SPI）统计分析了年尺度和季尺度的SPI干旱指数,探讨了不同时间尺度下不同干旱等级的时间演变趋势及空间分布特征。结果表明,河南省年尺度干旱总体上呈增加趋势,不同年代呈现不同的变化趋势;季尺度干旱表现为春旱和秋旱的干旱强度和干旱站次比均呈增加趋势,而夏旱和冬旱有所减缓,在当前气候变化背景下,河南省干旱整体上呈现对农业生产不利影响加重的趋势。在区域上,河南省北部易发生干旱,但干旱程度较低,而南部和西南部相对易发生严重干旱和极端干旱。     

Copula函数在漳河上游联合干旱特征分析中的应用

为综合描述漳河上游干旱事件,选取月降水数据计算标准化降水指数,应用游程理论识别干旱历时和干旱强度两种干旱特征变量,并采用Copula函数构建两种干旱特征变量间的联合分布,探究干旱特征的时空分布。结果表明,漳河上游2001～2020年发生频率最高干旱事件为3个月历时干旱,干旱强度范围为2.24～4.92;干旱历时和干旱强度间存在强正相关性,Frank Copula函数为二者最优联合分布;干旱特征联合重现期范围为18.56～23.94年,在漳河上游西北和东南流域表现2个干旱高风险区,同现重现期范围为22.25～31.94年,在西北、东北和东南流域表现3个干旱高风险区。联合分布综合分析了干旱事件,可为全面评估旱情提供科学参考。     

基于泰尔指数的地表径流时空特征分析

为了更好地分析地表水资源分布的时空特征,不断完善和创新分析地表水资源分布特征的方法,将经济学领域分析区域经济差异的方法——泰尔指数应用于地表水资源空间分布和径流时间序列年际特征的分析中。基于济宁地区主要的七条河流1956~2005年的年径流资料,采用泰尔指数分析了该地区的地表径流空间分布情况;同时利用泰尔指数分析了漳泽水库1956~2008年的径流时间序列的年际特征。结果表明,泰尔指数在地表径流空间分布特征和年际特征的分析中均有较好的适用性。湖东、湖西两区域之间的地表径流量分布的不均匀性是导致济宁地区地表径流分布不均匀性增加的主要原因;漳泽水库径流量的泰尔指数在20世纪50年代到70年代、80年代到21世纪初这两阶段呈递增趋势,20世纪70年代泰尔指数突然减小。     

不同水文干旱指数在天山西部山区的适用性分析

为了更好地指导天山西部山区干旱早期预警及防灾减灾工作,基于区域水文干旱指数、标准化径流指数、径流距平指数和径流Z指数,从与历史干旱事件的相符性和典型干旱事件的甄别能力等方面评估了1960～2014年天山西部山区喀什河流域的干旱特征。结果表明,区域水文干旱指数监测干旱效果最为准确,能够全面识别和反映研究区的干旱特征,主要原因是该指数充分考虑了对干旱发生起决定作用的降水、径流要素。总体上,研究区干旱呈减弱趋势,尤其在1980s以后干旱缓解更为明显。     

三种干旱指数在西南地区的应用及相关性分析

基于西南地区实测的降水、气温及水文模型模拟的土壤含水率和径流资料,分别选取反映气象、农业、水文干旱的标准化降水蒸散指数(SPEI)、土壤含水率距平指数(SMAPI)和标准化径流指数(SRI),分析了三者之间的时空相关关系及其对干旱过程的反映特征,探讨了三种类型干旱指数的联系与差别。结果表明,SPEI对干旱识别敏感,干旱过程等级变化频繁,SMAPI对干旱过程刻画稳定,起止时间合理,SRI过程最为平缓,表现出水文干旱滞后于气象、农业干旱的特性;SPEI揭示的干旱等级和范围较SMAPI、SRI大,表明气象干旱的发展较农业、水文干旱严重,不同时间尺度的SPEI或SRI的干旱空间分布存在差异;三种指数之间具有较好的相关性,SMAPI与SPEI3和SRI3相关性最高,表明其具有3个月时间尺度的特征。     

基于云模型的安徽省干旱时空分布特征分析

为分析安徽省干旱时空分布特征,依据安徽省14个典型站点1962~2013年逐日降水量资料,以降水量距平百分率作为干旱等级评价指标,引入云模型研究了安徽省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征,并采用ArcGIS的反距离权重法分析了不同时间尺度下的干旱频率空间分布特征。结果表明,安徽省干旱年际变化呈逐年波动式的缓解趋势;在时间尺度上,干旱年际分布均匀性最好,春季最不均匀,夏季稳定性最好,年际和春季次之,秋、冬季最差;在空间尺度上,皖北地区干旱分布最不均匀,皖南地区的均匀性最好,皖北地区稳定性最好,皖南地区稳定性最差;安徽省干旱频率空间分布基本呈纬向分布,即干旱发生频率自北向南递减。     

新疆塔里木河流域干旱特征演变时空分析

基于塔里木河流域25个气象站1960~2011年的逐年降水资料,利用Z指数及相应的区域旱涝指标、M-K秩次相关法、R/S法、克里格插值法对该流域的降水量特征、干旱特征的变化趋势进行了时空分析。研究表明,流域由北向南多年平均降水量逐渐减小,年降水量变差系数逐渐增大;20世纪90年代前流域多以干旱为主,90年代后则多为偏雨,流域25个气象站中24个站的Z指数值存在上升趋势,并有11个站通过了90%置信度的M-K显著性检验,22个站点的Hurst值表明未来Z指数仍保持上升的趋势;流域有由干旱向湿润转化的趋势,转化趋势以源流区阿克苏河及中下游区域的站点最为明显;各年代Z指数值的空间分布状况有所不同,90年代的规律性最强。     

塔里木河流域干旱态势时空变化规律分析

基于塔里木河流域1960~2013年25个气象站台的气象水文资料,利用标准化降水指数,结合干旱频率分析、小波分析等方法,从干旱强度、频率、周期、季节干旱情况等方面对比研究了近53年来塔里木河流域干旱的变化规律。结果表明,塔里木河流域的干旱强度具有阶段性特征,在1960~1980年间,干旱频繁发生,尤其是在1960年代,更是重旱和极旱多发的时期;从干旱强度变化趋势来看,塔里木河流域干旱情况呈现缓解的趋势,尤其是在1990年以来塔里木河流域干旱情况有了明显好转;塔里木河流域标准化降水指数SPI12呈现6~7年的主周期。     

汾河上游流域分布式水文模型的构建

针对研究区的水文、气象特点,本文以坡度、坡向为下垫面主要因素,按照集水区自然分水线划分子流域的流域离散方法,将SCS产、汇流模型与马斯京根法相结合建立了基于流域尺度的次降雨-径流分布式水文模型。模型对研究区典型流域模拟结果表明,该模型的径流量合格率及汇流合格率分别达到70%和80%,且计算流量过程与实测流量过程吻合较好,可适用于该研究区。     

基于标准化降水指数与Z指数的萍乡市干旱特征分析

基于萍乡市6个监测站点1965～2013年的逐月降雨资料,结合历史干旱资料对比分析了标准化降水指数及Z指数在萍乡市干旱评估中的适用性,并从干旱频率、覆盖范围及强度角度分析了年际和季节干旱特征。结果表明,标准化降水指数在月尺度和季尺度上对萍乡市干旱识别能力优于Z指数,在年尺度上二者表现基本一致,前者更适用于分析萍乡市干旱特征;年尺度上,轻旱及中旱多发于莲花县及芦溪县南部,重旱和特旱则多发于湘东区、上栗县及芦溪县北部,干旱强度和影响范围均呈增大趋势;季尺度上,春旱多发于湘东区、莲花县,夏旱、冬旱多发于中部和东西部,秋旱则多见于湘东区、莲花县和芦溪县,四季干旱具有全域性和局域性特征且多为轻、中旱,冬旱覆盖相对均匀,其余三季干旱覆盖范围呈缩减趋势。     

非一致性条件下黄河流域水文特征时空变异规律分析

精准识别由变化环境所导致的“水文一致性”的水文极值变异特征,对流域防洪、抗旱等具有重要实践意义。因此,以径流显著减少的黄河流域为例,首先,采用Mann-Kendall突变检验和一元线性回归方法,精准识别黄河干流径流的突变性和趋势性特征;其次,采用13种水文指标,揭示非一致性条件下流域水文特征的时空变异规律。结果表明,唐乃亥、头道拐、花园口、利津站的年径流量分别以27.46、105.75、172.20、141.37 m³/(s·10a)的速率逐年递减,且其突变年份分别为1989、1992、1992、1984年;径流变异前后,13种水文特征值在时空尺度上变化不一,且中游改变程度大,源区小。研究结果对于流域水资源开发利用方式的确定提供重要理论支撑。     

塔里木河流域上游径流变化特征分析

基于塔里木河上游阿拉尔水文站1958~2007年的年径流量资料,采用累积滤波器、Kendall秩次相关检验和小波分析三种方法分析了气候变化背景下塔里木河上游的径流变化特征。结果表明,近50年来塔里木河上游年径流量呈微弱下降趋势,表现为6年和14年的周期变化;而受气候变化影响的近27年年径流量变化趋势趋于平稳,表现为6年和10年的震荡周期,可预测未来一段时间内塔里木河上游将处于一个由偏丰逐渐向偏枯转变的阶段。