海河流域干旱特征与旱涝交替降雨事件概率分析

在气候变化影响下,极值事件频发,旱涝交替加快。以海河流域42个代表性气象站点1963~2013年的逐日降雨资料为基础,使用SOM神经网络算法,对气象站点进行聚类分区,选取连续无雨日干旱评价方法确定海河流域干旱等级,在此基础上采用Pearson-Ⅲ频率曲线对干旱之后的最大降雨量进行保证性分析,计算不同等级干旱发生后降雨强度达到中到大雨及大到暴雨的概率。结果表明,随着年内干旱发生次数的增加,降雨频次在减小,降雨强度明显增强,海河流域极大可能同时遭受旱涝灾害。研究结果可为海河流域旱涝事件的应对提供有力支撑。     

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。     

渭河流域550a旱涝演变驱动力分析

分析渭河流域旱涝演变规律的空间分布以及驱动因子对旱涝演变的影响,为旱涝灾害的预测提供依据。基于渭河流域的多种旱涝资料,重构渭河流域近550 a来的旱涝等级序列,基于Mann-Kendall法对旱涝灾害演变的时间分布特征进行分析,进而运用Granger因果关系检验分析ENSO与旱涝等级序列之间存在的关系,最后运用交叉小波分析太阳黑子数与旱涝等级序列的相关程度。结果显示:渭河流域从1470年到2016年呈现出从干旱频发期向洪涝频发期演变的趋势;在年尺度上,ENSO变化是滞后4、6～7、12,14～16月的旱涝变化的Granger原因;在6～14 a周期上太阳黑子数和旱涝等级存在显著相关性,而且两者之间存在多个显著的凝聚性共振周期。在滞后不同时间的情况下,ENSO与旱涝等级序列存在Granger因果关系;太阳黑子数在不同时间段上与旱涝具有不同程度的联系。     

海河流域近500年旱涝演变规律分析

研究海河流域近500年旱涝演变规律能为流域防汛抗旱、防灾减灾提供科学依据。基于海河流域内1470—2000年间11个序列较完整站点的旱涝等级数据,采用小波分析、功率谱分析以及经验正交分解方法对海河流域旱涝时空演变规律进行了分析研究。结果表明:（1）海河流域1470—2000年期间经历了干旱（1470—1644年）-湿润（1645—1898年）-干旱（1899—2000年）的旱涝转换;（2）1470—2000年流域旱涝呈现出2~7年、10.4年、19年、22年和25年左右的周期性变化特征,其中10.4和22年周期变化显著;（3）EOF第一模态表现为全流域性的干旱或洪涝,其方差贡献率为44%;第二模态为流域自西向东涝-旱-涝（或旱-涝-旱）的分布特征,其方差贡献率为12%。     

基于三维对数线性模型的气象干旱等级预测研究

采用滦河潘家口水库控制流域21个雨量站1958—2009年逐月降水数据,通过计算各站12个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),得到实测干旱等级序列。根据1958—2008年干旱等级转换的观测频数,提出基于三维列联表的对数线性干旱预测模型,并计算干旱等级转换间的优势及其置信区间,以估算干旱等级转换的概率,实现了滦河潘家口水库控制流域预见期为1个月和2个月的气象干旱等级预测。选取2009年的干旱演变过程对预测模型进行了验证。结果表明:干旱等级转换的三维列联表呈现一种强对角线趋势,各站三维对数线性模型的检验显著性水平p均大于检验水准α(0.05),观测频数与期望频数吻合程度高,且预测干旱等级能反映实测干旱等级,模型具有较高的预测精度,可用于滦河潘家口水库控制流域短期干旱预警。     

过去500年海河流域旱涝变化规律

研究历史旱涝变化规律对于区域综合防灾减灾具有重要的现实意义。以海河流域的旱涝灾害文献记录和旱涝等级资料为基础,重建过去500a区域综合旱涝指数序列,探讨海河流域1470年-2000年旱涝变化的规律。研究发现海河流域旱涝灾害的频发期具有明显的时段性,呈现出"旱-涝-旱"波动。从16世纪初期开始由洪涝转向干旱,并于17世纪初期达到顶点;从17世纪中后期开始海河再次进入相对易受洪涝灾害影响的时期,其中19世纪初期处在最低值,到20世纪20年代左右,流域再次进入相对干旱的时期,且干旱的严重程度逐年增加。同时,研究区存在2.5a、9.8a、18.6a、31.3a、83.50a、125.3a和167.0a等旱涝周期性过程。     

基于SRI的浑河流域水文干旱特征分析

以浑河流域为研究对象,以标准化径流指数(SRI)为工具,选择流域内3个代表性水文站1975—2014年的逐月径流量为实验数据,计算不同时间尺度的SRI,采用游程理论和Mann-Kendall趋势性检验法,分析了流域水文干旱时空演变特征。研究表明:自1975年以来浑河流域干旱化呈减弱趋势,旱涝过程具有较好的周期性,平均每14～16年经历一次旱涝过程;流域的干旱在时间上呈现季节特征,春、夏、冬季干旱化趋势减弱,秋季呈现不显著的干旱化趋势,降水对流域水文干旱趋势和季节差异具有较大影响;流域发生干旱的频次由大到小依次为中游、下游、上游区域,上、中游以轻旱和中旱为主,下游较上、中游更可能发生重旱和特旱。     

灰色关联分析与多元线性回归实时洪水预测模型——以辽河绕阳河流域东白城子站为例

根据绕阳河流域东白城子水文站历年洪水实测数据,对雨量站、降雨量和洪水流量进行分析,采用灰色关联模型计算各雨量站对流域流量波动的影响程度,选取关联度高的雨量站作为主导因素,然后通过SPSS软件对主导因素和流量建立多元线性回归模型,对洪水的洪峰流量进行有效预测,通过比较实测值和预测值的大小,验证回归方程的实用性,为阜新市各流域的洪水预报提供一定的参考。     

基于雷达和雨量站的权重校准法研究及其应用

利用雷达测量降雨可获得流域面上的瞬时降雨分布,但数据有一定的误差,可利用雨量站实测资料修正。以湖北省白莲河水库流域为例,首先运用集对分析方法确定雷达估算降雨场的Z~I关系,然后结合流域雨量站点对雷达估算降雨量进行校准。在此基础上提出了一种基于雷达和雨量站点资料的权重校准法,通过雨量站确定流域内各网格的降雨量级,对各网格的雷达测量降雨量精度进行调整,以充分发挥两种降雨估算方法各自的优势,得到比较理想的流域面雨量,最后将其输入到三水源新安江洪水预报模型,与其他降雨估算方法进行比较,洪水预报精度有一定提高。     

基于SWAP和SRI的汉江流域旱涝急转时空特征分析

汉江流域受亚热带季风影响,易旱易涝,旱涝急转事件时有发生,灾害突发、抢险难度大,对社会发展易造成重大威胁。以汉江流域为研究对象,采用SWAP和SRI指数分析和研究汉江流域的旱涝演变及旱涝急转变化规律。结果表明:①SWAP和SRI指数均能对旱涝急转事件作出合理诊断,具有良好的适用性。②干旱及旱涝急转事件频次均呈现从汉江上游的西北地区到下游的东南地区先逐渐减少后增加的趋势;洪涝事件频次呈从北到南逐渐增加的趋势;旱涝急转事件平均强度呈现从上游的西北地区到下游的东南地区逐渐增大的趋势。③干旱事件在任意时间段均可能发生,洪涝事件和旱涝急转事件主要集中在夏季,且旱涝急转事件发生的时间短且急,强度较高,更具威胁性。     

基于泰森多边形法的流域面平均雨量计算

以西南山区代表性较强的重庆市蔡家水文站控制断面以上笋溪河流域为研究流域,基于Arc GIS和数字高程模型(DEM)数据为基础,构建研究流域16个雨量站的泰森多边形,并利用16个雨量站2015年6月降雨量资料,采用不同方法对该控制断面以上流域面平均降雨量进行了计算。结果表明,基于Arc GIS和DEM构建泰森多边形计算面雨量较传统方法更简单。在雨量站分布较均匀且降水空间分布均匀的情况下,采用泰森多边形法和算术平均法计算的面雨量结果相差不大;当降雨空间分布极不均匀,个别站点出现了强降水情况时,由于泰森多边形法以权重来考虑分布不均匀的情况,采用该种方法计算结果精度更高更可靠;研究成果对西南山区流域(区域)面雨量计算具有一定的参考价值。     

山洪灾害临界雨量分析计算方法研究

一个流域或区域某一时间段内降雨量达到或超过某一量级和强度时,该流域或区域将发生山溪洪水、泥石流、滑坡等山洪灾害,把这时的降雨量或降雨强度,称为该流域或区域的临界雨量(强).临界雨量(强)是一项指标,对于山洪灾害防治有着重要意义.采用水文部门现有雨量站网的雨量资料,并利用气象站网雨量资料作为补充,提出了临界雨量的分析计算方法,同时也给出了资料缺乏和无资料区域或流域临界雨量的估算方法.通过对典型区域的实例分析,证明提出的方法是可行的.     

漳河水库流域降雨序列R/S分析

采用R/S法对漳河水库流域降雨量序列的变化趋势进行预测,结果表明：未来一段时间内,漳河水库流域降雨量呈下降趋势;流域未来1月和7月的降雨量变化趋势的随机性成分可能很大,可能出现干旱或暴雨洪涝等自然灾害;粗放的经济发展方式导致了漳河水库流域生态环境破坏,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,进而对流域降雨量变化产生较大影响...     

珠江重点区域干旱特征指标的初步分析研究

针对珠江的实际情况,应用水文和气象干旱指标,对重点区域干旱特征指标的选取及干旱预警等级的划分进行分析研究,并给出各重点区域不同干旱程度的定量描述指标,为流域的防旱抗旱工作和水资源可持续利用提供科学依据。     

近50年来浙江省干旱规律时空分析

利用浙江省近50年降水资料,基于最优区域旱涝指标采用克里金空间插值方法对浙江省旱涝进行时空规律分析和等级评定。结果表明,浙江省发生干旱频繁,两年一旱,发生大旱以上的频率较高,连旱严重,近年干旱有加重的趋势;同时干旱呈现明显的区域性,发生重旱时波及范围广,各分区发生干旱频率在16%~26%之间,仅有4个分区不易波及。     

基于Markov 模型分析黄淮海中东部地区540 年来的旱涝演变特征

研究黄淮海中东部地区的旱涝演变过程对于揭示其变化规律,实施灾害风险管理具有重要意义。在收集黄淮海中下游16 个代表站541 年的旱涝状态历史数据的基础上,利用Markov模型获得不同旱涝状态发生的稳定概率、期望持续时间、重现时间、各旱涝状态转向干旱状态的平均持续时间,以及旱涝事件1~3年的转移概率。结果表明：研究区域长期以来总体上以偏旱和干旱多发为主;黄河流域中游具有干旱多发、连发特征,海河流域次之,淮河流域具有洪涝多发、连发的特征;唐山、保定、石家庄、天津、北京以及郑州存在干旱、洪涝连发特征,但总体上干旱重于洪涝;榆林、延安、临汾、太原、西安更易发生2 年以上的连旱,而洪涝不易连发;阜阳、蚌埠、菏泽和临沂易发洪涝和旱涝急转。     

降雨对流溪河水质影响初探

流溪河是广州市重要的饮用水源地之一,近年来流溪河水质逐渐变差。对流溪河流域主干、支涌共25个监测断面进行了连续38天的水质监测,分析了流溪河流域水质的整体情况,同时分析了各监测断面在典型小雨、典型中雨和典型大雨降雨前后的水质变化规律,研究成果可为流溪河的面源污染控制和水质保护提供有用的参考。     

安徽省1978 年特大干旱研究

依据安徽省109个雨量站1978年逐日降水量数据,综合运用降水量距平百分率法、建立区域旱情指数法以及GIS空间分析技术,采用逐步缩小时间尺度的方式,对安徽省1978年干旱的时空演变特征进行了分析。研究结果表明:(1)通过修正的降水量距平百分率法,由于充分考虑了前期降水的累积效应,其分析逐日干旱结果符合实际情况;(2)区域旱情指数法是确定干旱过程起始和终止的有效方法;(3)安徽省1978年发生春、夏、秋三季连旱,干旱持续253 d,其中,4月4日—8月11日连续130 d全省旱情最重,在5月3日全省75%的耕地旱情等级达到重旱以上。     

近50年来广东省降雨量时间和空间演变特性分析

降雨是影响区域水资源及社会经济的重要因素.该文利用广东省307个雨量站1956～2008年降雨量资料系列,采用数理统计方法,分析了近50年来广东省降雨量在时间和空间上的演变特性.总体看来,广东省降雨量情势朝着不利的方向演变发展,使全省防汛抗旱、水资源开发利用与管理保护等工作面临更严峻的形势与挑战.     

降雨空间插值方法在东江流域的比较运用

利用东江流域46个站点的已知实测降雨量,运用基于ArcGIS的三种空间插值方法(IDW、Spline、Krige)选取不同数目雨量站对东江流域降雨量进行空间插值并检验插值结果的优劣。结果表明:三种插值方法的插值结果基本能反映流域降雨量的空间分布特征,IDW法更适合东江流域的降雨量空间插值;东江流域的降雨空间插值受已知降雨量站点数目大小影响,各站点降雨量空间插值精度因插值方法的选择而异。