干旱类型转化机理及预警体系框架研究

为了明晰不同干旱类型之间的转化机理以构建科学系统化的干旱预警体系框架,在系统化分析气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱的产生过程及其相互关系的同时,探讨了干旱监测指标内涵及干旱事件识别,在此基础上,基于大尺度水循环过程分析了水循环过程的干旱产生,进而深入分析了不同类型干旱之间转化的机理,确定了不同类型干旱转化的关键指标和条件因素,最后,以基于多源遥感数据和地面数据库为基础,利用多源数据融合的方法,通过构建综合干旱指数,建立了干旱预警体系框架。研究表明:从系统角度全面研究干旱类型之间的演进过程、干旱指标内涵及干旱事件的识别,建立干旱动态监测与评估综合分析模型或指标,明晰不同类型干旱转化机理,开展定量监测与评估干旱事件的动态演进过程及其影响,构建干旱预警体系框架,是开展干旱监测、预测、预警、评估和进一步开展旱灾研究的基础。     

不同季节气象干旱向水文干旱的传播及其动态变化

研究变化环境下气象干旱向水文干旱的传播与影响机制,有利于揭示水文干旱的形成过程与机理,从而建立基于气象干旱的水文干旱预警.为揭示不同季节气象干旱向水文干旱的传播动态变化及其驱动因素,本研究以无定河、窟野河和沁河流域为研究区域,采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)分别表征气象干旱和水文干旱,分析气象、水...     

基于SWAT模型和ESP思想的水文干旱预测

利用1970—2009年共40年的长系列水文气象等实测资料,基于机理性较强的分布式水文模型SWAT和集合预报ESP思想建立了一套干旱预报体系,采用1970—2009年的数据对SWAT模型进行参数优化,对赣江中下游部分区域未来长期(2010年4—10月)的水文干旱情势进行预测。研究以旬径流深距平百分率作为判定各区县旬水文干旱的预警指标,统计并预测了2010年4月上旬至10月下旬逐旬发生水文干旱的概率。结果表明,研究区5月中旬、6月中旬至7月下旬、8月中旬、9月上旬以及10月中下旬出现水文干旱的可能性相对较大,其中,7月上中旬和10月中下旬很有可能出现大范围水文干旱。预测结果可为地区抗旱减灾提供参考。     

内蒙古干旱研究进展

内蒙古频发的干旱制约着本区域社会经济发展与生态环境安全,摸清其研究现状可为本区域干旱防御与未来研究的方向提供参考。本研究采用文献综述的方式,对近20年300余篇相关文献进行了梳理。研究发现:内蒙古干旱研究集中于时空演变特征、形成机理、自然与社会影响、干旱监测与预警、干旱治理和风险管理等6个方面;各类干旱指标在不同自然区域的适宜性基本得以厘清,同时揭示了干旱频发且严重地区的成因、影响及治理措施,初步形成了有效的干旱监测和风险管理体系;但缺乏对极端干旱动态过程及其对牧草、牲畜、牧民收入等方面影响研究,面向牧区的精细化干旱监测与预警模式有待建立,干旱对农业生产影响的研究较为薄弱,区域内干旱风险评估过程与指标缺乏标准。本研究明确了以往内蒙古干旱研究的侧重点和未来需深入探究的方向,可为后续相关研究的开展和科学制定干旱防御政策提供参考。     

气象、水文干旱指数计算方法研究概述

概述了气象干旱和水文干旱的指标种类，并对各指标进行初步评述，同时详细介绍了几种常用干旱指数的计算方法。鉴于以往干旱指标大多比较单一，描述气象干旱和水文干旱的指标彼此独立，因此，今后在针对流域干旱的研究中应加强对于水文干旱和气象干旱的指标耦合，力求建立综合性的干旱指标。     

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。     

湖南长沙市城市干旱预警研究

基于长沙市城市供水水源分析,结合城市干旱特点及其原因,确定长沙市干旱戒备期、干旱警告期、干旱紧急期和干旱危急期4个阶段的预警指标及启动阈值,以起到早期预警的作用,并对以河流为主要供水水源的城市干旱预警提供借鉴。     

抚河流域气象干旱向水文干旱传播的影响机制研究

气象干旱是水文干旱发生的前兆,探究影响气象干旱向水文干旱传播的主要因素对建立有效的基于气象干旱的水文干旱监测预警具有重要意义。以抚河流域为例,采用标准化降水指数和标准化径流指数分别评估气象干旱和水文干旱,并构建基于流域分布式二元水循环模型的干旱传播评估方法,采用多因素综合影响贡献量分解法量化气候变化和人类活动对干旱传播变化的贡献。结果表明：建立的抚河流域分布式二元水循环模型模拟流域出口断面流量的纳什效率系数大于0.85,相对误差在5%之内;气象干旱向水文干旱传播关系变化的时间是1980s—1990s。相对于1956—1990年,1991—2019年气象干旱向水文干旱的传播率降低了8.3%;在气象干旱向水文干旱传播的影响中,气候变化的减缓作用占主导地位,贡献量为-9.9%;其次是人类活动的加剧作用,贡献量为1.6%;降水作为干旱的主要致灾因子,变化期增加了144.3 mm,这对于减弱气象干旱向水文干旱传播的敏感性起到主要作用。     

旱情监测指标体系研究进展及展望

干旱监测指标作为干旱研究的基础与关键,仍存在缺乏有效的分类与使用等问题,为进一步明晰旱情监测指标分类及旱情监测指标分析的不足,通过对旱情监测指标的科学梳理与总结,系统的对旱情监测指标体系进行了归类工作,将旱情监测指标分为气象干旱指标、水文干旱指标、农业干旱指标、社会经济干旱指标、生态干旱指标及综合干旱指标,总结和对比了现有旱情监测指标分类和指标本身的不足。在此基础上,基于干旱研究的未来发展诉求,提出了探索指标深度广度、完善指标动态监测功能、强化指标时空耦合性、耦合多模型多模式干旱体系、耦合多变量干旱监测体系、推进遥感旱情指标监测和提升大数据旱情监测平台构建能力等未来可能发展趋势,为当前进一步开展旱情监测、预测、预警和评估工作奠定基础。     

南方农业干旱风险管理及干旱预警

南方干旱风险管理及干旱预警的目的是通过对所研究区域干旱发生、发展规律分析和研究,应用由多种指标组成的干旱预警指标体系对干旱事件进行早期识别和可能的损失估计,以及风险评价,依据事先拟定的干旱等级及其标准,发布干旱开始、结束,干旱风险程度,干旱不同发展阶段的预警信息,为有关管理部门实施水利调度,防旱抗旱措施提供重要的决策依据。     

赣江流域气象干旱与水文干旱特征及其概率关系

为探明赣江流域气象干旱与水文干旱之间的关系,基于赣江流域1960～2018年降水和径流量资料,分别计算标准化降水指数(SPI)和径流指数(SSI),基于游程理论识别气象干旱和水文干旱事件并分析干旱特征变化过程,同时利用Copula函数和条件概率分布分析干旱重现期以及气象干旱与水文干旱概率关系。结果表明:(1) 6个月时间尺度下SPI和SSI相关性最好,水文干旱对气象干旱无滞后,水文干旱严重于气象干旱,2000年以后水文干旱呈加重趋势;(2)相同单变量重现期下,气象干旱联合重现期大于水文干旱,同现重现期小于水文干旱;(3)随着气象干旱加重,不同等级的水文干旱发生概率增加,发生气象干旱情况下引发水文干旱的概率为0.892。研究结果可为赣江流域抗旱预警提供参考。     

基于多源信息挖掘的干旱预警分析模式探讨

从信息挖掘角度,探讨利用多源信息准确判断干旱预警等级及信号的方法,构建了基于多源信息挖掘的干旱预警模式,利用旱情监测信息建立干旱预警指标体系。从当前旱情严重程度、干旱发展趋势和潜在旱灾损失三个方面,采用逐层递进组合方法分析干旱预警指标,由此来确定干旱预警等级及信息。根据科学性、全面性和可操作性原则建立的干旱预警模式,综合考虑了旱情情势和变化,以及可能面临的旱灾损失,为干旱预警等级和信号的准确确定提供了有效的工具和手段。     

土壤干旱遥感监测的最新研究进展

近年来土壤干旱的研究已经基于有限站点实测数据扩展到了大尺度多源遥感监测.本文在介绍了陆面过程参数的最新研究进展基础上,概括了土壤水分的多时空动态研究进展,详细介绍了多种土壤干旱指标的计算方法和应用情况,评述了土壤干旱遥感监测方面的国内外进展,对今后土壤干旱的重要研究方向进行了展望.不同土壤干旱监测指标的适用性与地面水文...     

基于Mike 11的中小河流溃堤洪水预警指标研究

针对水文资料缺乏的中小河流,以贵溪市罗塘河下游段为例,通过小流域水文计算和MIKE 11水动力模型对罗塘河洪水预警指标进行了研究,提出了临界水位预警指标的确定方法,并给出了警戒水位和危险水位建议值,计算结果可为中小河流防洪决策提供依据。     

东江流域气象干旱向水文干旱传递阈值研究

对不同干旱类型之间传递阈值研究可有效分析干旱传递的发生规律和机理,特别是对气象干旱向水文干旱传递阈值的研究。以东江流域为研究对象,计算月尺度的标准化降水指数SPI和标准化径流指数SRI,并基于游程理论识别干旱事件,提取干旱事件及其特征,包括干旱历时和干旱烈度。对发生时间全部或部分重叠的气象干旱事件和水文干旱事件进行匹配。对匹配后的干旱特征属性进行边缘分布拟合,验证气象干旱和水文干旱的历时或烈度之间的相关性,基于二变量Copula函数分别建立气象干旱与水文干旱特征的联合分布模型,计算不同气象干旱条件下不同等级水文干旱(中旱、重旱、极旱)发生的条件概率,取条件概率为0.95时对应的气象干旱历时或烈度值,作为气象干旱向该等级水文干旱传递的干旱历时(烈度)阈值。结果表明:东江流域气象干旱历时和烈度的最优拟合函数均为伽玛分布,水文干旱历时的最优拟合函数为伽玛分布,水文干旱烈度的边缘分布函数为广义正态分布。Gumbel-copula函数拟合干旱历时和烈度的效果较好。东江流域中旱、重旱、极旱等级的干旱历时传递阈值分别为6.9、8.3、9.4个月;干旱烈度的传递阈值分别为4.6、5.7、6.6。干旱传递阈值可以为水文干旱的预测以及防旱减灾的决策提供参考。     

基于中国山洪水文模型的动态临界雨量研究及应用

以中国山洪水文模型为基础,综合考虑前期影响雨量、累积雨量、降雨强度及雨型分布、地形地貌等因素的影响,提出了基于分布式水文模型的小流域动态临界雨量预警指标分析方法。以四川省不同水文分区3个典型小流域(赶场、西宁和新生流域)为例,评估了该指标用于小流域山洪预警的精度。研究表明:(1)中国山洪水文模型在研究区内具有较好的适用性,3个小流域率定期和验证期的山洪模拟合格率均在90%以上;(2)以1h、3h和6h为预警时段,赶场、西宁和新生流域的临界雨量分别为20～250mm、12～160mm、6～140mm;(3)不同预警时段下,3个小流域山洪预警的合格率达到80%以上。研究成果可为小流域山洪预警提供理论支持和技术支撑。     

国内外干旱研究进展综述

为了将干旱这一自然灾害的研究引向深入,从干旱定义、干旱指数、干旱的监测与预测等方面,对国内外干旱研究进展进行了综述,分析了目前干旱研究存在的不足,指出干旱识别应做到定量化和客观化。通过干旱历史评估、实时监测和预测方面的理论研究和实践,提出了开展干旱监测及预测研究的主要发展方向,即应建立气象预报、水文模型、植被需水模型相结合的联合干旱预测模型。     

气候变化条件下全球陆地水储量和干旱灾害研究

陆地水储量(TWS)对水文循环起到调节作用,是全球水资源可用性的关键决定因素,也是干旱灾害预测的重要指标.越来越多的研究聚焦于TWS的历史变化,但对TWS的预测及其干旱的关系研究较少.     

基于标准水资源指数(SWRI)的流域水文干旱评估——以海河北系为例

构建了一个新的水文干旱评估指标——标准水资源指数(SWRI),结合分布式水循环模型、Copula函数及统计检验等方法,形成了一套完整的水文干旱识别、评估及特征分析的基本框架。以海河北系为例,定量识别了1956—2009年间的水文干旱事件,并对其干旱特征及变化规律进行了剖析。结果表明:海河北系近54年发生的34次水文干旱主要集中在短历时、低强度、小面积区间内,空间上主要分布在张家口、大同及北京等地区;干旱指标的联动关系上,干旱历时、强度与面积指标间呈显著的线性或指数相关关系,90%的水文干旱历时低于40个月、干旱面积占比不超过43%,干旱强度低于9.0;在给定的干旱特征指标值(如干旱面积)条件下,另一干旱指标值越大(如强度越大)干旱发生概率越小,且存在明显的特征区间;单变量水文干旱重现期介于联合重现期和同现重现期之间。     

长江上游干旱评估方法初步研究

干旱条件下的水资源配置和危机管理是流域水资源综合管理的一项重要任务,这需要可靠的干旱评估信息.以长江上游为例,利用GBHM分布式水文模型对各水文要素的模拟结果,依循PDSI干旱指标的思路,构建了基于网格的月尺度的GBHM-PDSI干旱评估指标模式,开展了初步应用研究.初步研究结果表明,该评估模式机理明确,综合了水分亏缺和持续时间因子对干旱程度的影响,能够定量表现旱情的空间分布特征和随时间的演变态势,可以为干旱的应急处理提供较为准确的评估信息.