基于联合干旱指数的黄河流域干旱时空特征

依据黄河流域100个气象站1961—2013年的降水数据,采用高斯Copula函数并联合5个时间尺度的标准降水指数(SPI),构建了联合干旱指数(JDI),进而剖析流域干旱时空演变特性和评估历史时期干旱特征(历时、烈度)及联合特征分布规律。结果表明:JDI具备短时间尺度SPI对干旱事件开始时刻的快速捕捉能力,同时考虑到长时间尺度SPI的时间滞后性,在捕捉干旱传播及演变过程方面体现出较大优势;从时空分布特征来看,黄河流域中南部地区在20世纪90年代存在明显的干旱高频区,渭河、泾河、洛河流域存在以年代为周期的旱涝交替现象;黄河流域西北部地区、北部河套平原和大黑河子流域及中南部少数地区比其他地区更易发生长历时、大烈度干旱事件;变动阈值水平能引起历时和烈度较大的变化幅度,而联合特征对阈值水平变化的响应不敏感。     

黄河流域气象干旱与水文干旱时空特征及其传递关系EI北大核心CSCD

基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SRI),比较了黄河流域气象干旱和水文干旱的时空分布差异,分析了二者时间尺度上的关联性,并选取典型干旱事件进一步探讨了两种干旱类型的传递关系。结果表明:两种干旱类型空间上有相似的趋势和频次,但在黄河源区和黄河中南部(渭河流域)差异显著,其干旱历时均有随年代延长的趋势,水文干旱历时增长尤为明显;在时间尺度上,SPEI与SRI在大部分区域基本一致,但在黄河源区和渭河流域差异较大,尤其是短时间尺度上差异更显著;气象干旱与水文干旱并非一一对应,多场短历时间断气象干旱受时滞效应、异常气象波动等影响,可能引发一场长历时连续水文干旱或多场短历时间断水文干旱,一场长历时连续气象干旱强度衰减可能引发多场短历时间断水文干旱。     

长江与黄河流域复合高温干旱事件时空演变特征

利用1961—2014年月降水与日最高气温数据,定义了3d/90%型和5d/90%型两类复合高温干旱事件,比较分析了长江流域和黄河流域夏季复合高温干旱事件的分布特征与时空变化规律,量化了复合高温干旱事件与单独热浪事件的温度差异。研究结果表明：复合高温干旱事件在长江流域中下游地区发生频率较高,在黄河流域空间差异不大;两流域复合高温干旱事件频率均呈增加趋势,长江流域3 d/90%型和5 d/90%型复合高温干旱事件日数增加趋势分别为每10 a 0.19 d和0.14 d,黄河流域的增加趋势分别为每10 a 0.29 d和0.096 d;长江流域复合高温干旱日数在西北部与南部地区增加较多,下游东北部地区有所减少,黄河流域在中部和西部增加较多;两流域1988—2014年复合高温干旱事件影响范围总体上比1961—1987年增加,黄河流域影响范围占比大于长江流域;相比于单独热浪事件,复合高温干旱事件的平均温度更高,长江流域和黄河流域3 d/90%(5 d/90%)型复合高温干旱事件与单独热浪事件平均气温差值分别为0.65℃和0.64℃(0.54℃和1.21℃)。     

解决黄河流域干旱缺水问题的思考

1 黄河流域干旱缺水状况 西部大开发,特别是黄河流域大开发首要的问题是把黄河580亿m~3的天然年径流量用好,解决黄河流域的干旱缺水,满足大开发的各种用水要求。 黄河流域干旱缺水严重,自1972年以来黄河出现断流,且日趋严重。黄河河口利津站实测的入海水量,从50年代平均481亿m~3,降低到80年代平均287亿m~3,90年代前5年平均187亿m~3。这反映了黄河下游干流在三、     

黄河流域世纪之交的长期持续径流干旱现象分析

黄河流域20世纪90年代以来长期干旱，其烈变虽远低于1922～1932年的连续枯水段，但在流域规划和水利水电工程规划设计、管理运用中，仍应认真考虑其多发性的严重危害，并采取相应的对策。     

黄河流域干旱频率分布及轮次数字特征分析

从黄河流域干旱的研究现状以及方法论出发,利用游程分析理论,分析了1001—2000年黄河流域部分监测点每100 a的干旱年数,对1470—2000年黄河流域20个监测点的统计数据进行游程理论的数字特征计算,绘制了黄河流域各监测点的干旱重现期等值线图,利用K-means方法对监测点的数字特征进行了分类。结果表明:黄河流域各监测点的干旱年数呈总体上升趋势,1401—1700年,所有监测点的干旱年数不断增加,1701—1900年各监测点的干旱年数最低在每百年20次,20世纪至今干旱有增多趋势;产生重要影响的频繁干旱易发生于黄土高原、华北平原;长治、德州、太原、临汾、济南、西安等地区比其他地区在较长时间内更容易发生大旱,且连旱年数更长。     

黄河流域主要灌区灌溉需水与干旱的关系研究

为定量研究灌区灌溉需水与气象干旱的关系、合理组织抗旱水源,以黄河流域1956—2010年水文、气象、地下水以及作物参数等资料为基础,选取RDI干旱评估指标系统评估了黄河流域上、中、下游5个主要灌区的历史干旱情况,采用作物水量平衡方程计算了灌区灌溉需水量;采用灰色关联和相关分析方法,研究了主要灌区气象干旱与灌溉需水的关联程度,并建立了灌区灌溉需水量与RDI的定量关系。结果表明:RDI干旱评估指标可用于黄河流域灌区的气象干旱评估;黄河流域上、中、下游主要灌区灌溉需水量与RDI存在显著的关联关系,随着降水量增加(作物可利用的有效降水量增加),灌区灌溉需水量与RDI的灰色关联度和相关系数不断增大;主要灌区灌溉需水量对RDI变化的响应程度不一,干旱程度每增加一个等级(RDI指数减小0.5),上游青铜峡灌区、内蒙古河套灌区灌溉需水量平均增加约1.04亿m~3,中游汾河灌区、渭河灌区需水量增加约2.19亿m~3,下游引黄灌区需水量增加约6.22亿m~3。     

1961—2020年黄河流域干旱演变分析和大气响应

本文选取黄河流域1961—2020年90个气象站点的实测逐月降水和气温数据,采用SPEI指数、交叉小波变换和经验正交函数等方法探究流域干旱时空演变在年、季尺度上的特征,并结合气象因子,研究长期干旱与大气之间的遥相关性。结果表明,年尺度上,流域SPEI以0.102/10a幅度呈现干旱趋势,干旱发生频率为25.0%～38.3%,等级越低,发生频率越高;空间上,以景泰—固原—临夏—合作线为界,呈现西湿东干趋势;季尺度上,冬季干旱化趋势最弱,春季和夏季次之,秋季最为明显;EOF分析显示,流域整体以干旱分布为主,但是干旱情况呈现缓解趋势;交叉小波变换分析显示,MEI与SPEI相关性最高,表明流域内与气温和降水有关的干旱演变与ENSO事件密切相关。研究成果可为黄河流域干旱减灾和水资源管理提供理论依据。     

海河流域区域干旱特征的分析与研究

海河流域素有“十年九旱”的说法,是我国水资源短缺问题非常严重的地区.根据海河流域1951～2001年的逐月降雨资料和历史的灾情文献记载,采用游程理论识别拟定了适合海河流域干旱状况的干旱指标,并用该指标分析了海河流域典型干旱年份的旱情区域分布特征,给出了各等级干旱的区间分布.结果表明干旱现象具有明显的地区差异,不同地区在干旱规划管理中应采取相应不同的措施.     

农业旱情实时评价中确定土壤墒情评定标准的方法初探

文中分析了目前在农业旱情实时评价中关于利用土壤墒情界定旱情等级时存在的问题，提出用农作物水分生产函数的研究成果分析土壤墒情现状、确定旱情严重程度的初步探索意见。     

黄河流域水体功能区划概况

根据黄河流域社会经济现状与发展对水资源量与质的需求 ,对黄河干流及重点支流水体功能进行了需求分析 ,介绍了黄河流域水体功能二级区划体系的划分标准、分类和作用。     

1961-2005年黄河流域极端气候事件变化趋势

利用黄河流域58个气象站点1961-2005年的逐日平均气温、最高气温、最低气温和逐日降水量数据,采用百分比阈值法定义极端气温和极端强降水事件,计算气象综合干旱指数(CI),并分析了黄河流域极端气候事件的变化趋势及其空间格局.结果表明:黄河流域极端低温和极端高温天数分别呈减少和增加趋势,平均速率分别为-3.8d/10a和1.7d/10a;年极端强降水总量的变化趋势存在着明显的区域差异,河源区增加最显著,而中游的黄土高原中、东部减少最显著;干旱天数呈减少趋势,河源区减幅最大,河套-宁夏平原以及鄂尔多斯高原西北部的减幅最小.     

黄河流域发展质量综合评估研究

黄河流域是一个复杂的巨系统,其中要素众多,关系复杂,既相互联系又相互制约。人民治黄以来,流域保护治理成效显著,但仍存在一些突出问题。流域高质量发展要打破传统"头痛医头、脚痛医脚"的流域治理模式,亟需从综合治理、系统治理、源头治理的角度深入开展流域发展质量综合评估的研究。本研究基于系统科学和信息论等基础理论,提出流域发展质量综合评估理论,构建了流域发展指数(Basin Development Index,BDI)及宏观-中观-微观三层的评价体系,探索流域巨系统演变规律,为流域保护治理提供技术支撑和理论依据。研究发现,BDI总体演变规律为先降低后升高,呈现震荡式向好趋势;人均GDP、总冲淤量(黄河下游)、重要断面生态基流保证率、生境质量指数为影响黄河流域巨系统的关键因素。     

黄河流域泥沙密度试验研究

泥沙密度是河流泥沙的主要物理特性之一。本项试验研究采集了黄河干支流２３个水文站５２６个泥沙样品，基本覆盖了黄河上、中、下游各河段及主要支流泥沙来源区，泥沙样品具有广泛的代表性。分析结果表明：泥沙密度与垂线上不同位置处的泥沙颗粒级配无关，与含沙量之间也没有明显的关系；自上游至下游，泥沙密度沿程略有变化，年际间比较稳定。最后建议泥沙密度值上游区选用２７４ｇ／ｃｍ３，中游区选用２７３ｇ／ｃｍ３，下游区选用２７１ｇ／ｃｍ３。     

黄河流域三维仿真系统的构想与实现

黄河流域三维仿真系统因其涉及的范围广、数据量大、仿真精度要求高而变得异常复杂，为此，系统的总体框架在设计上将需要仿真的三维场景分成两个层次：主窗体层和子窗体层。主窗体层用来仿真全流域大范围的地物信息，窗体用来仿真局部地区的详细信息以及计算结果的查询演示。主窗体和子窗体的分层解决了当前硬件条件下显示范围大与显示精度高之间很难协调的矛盾，实现了大到黄河全流域整体漫游，小到小浪底电站厂房内的一台机组的全方位、多层次、高精度的三维立体仿真。     

黄河流域降水演变规律研究

基于黄河流域及其周边地区1000多个水文气象站近50年的月降水资料所生成的整个流域及其29个三级区的面雨量过程,采用多种时间序列分析方法,研究了黄河流域降水的随机性、趋势性和周期性。结果表明：黄河流域各三级区降水量Hurst系数的分布范围在0.449～0．644之间,说明其具有长期弱相关性;Kendall秩次相关检验结果表明黄河流域降水减少的趋势性不明显,从三级区看,大通河享堂以上等7个三级区降水有一定的减少趋势;黄河流域降水的短周期为准3年周期,中长周期一般表现为l1年和22年左右的周期。     

黄河流域土壤水资源评估

应用区域水量平衡模式计算了黄河全流域、上、中、下游地区和西北黄河区的土壤水资源量。全流域土壤水资源量多年平均为2681．4亿m^3,占降水量的81．5％,是水资源总量的4.47倍。西北黄河区的土壤水资源量为2436．8亿m^3,占全流域的土壤水资源量的90.9％,占降水量的81％,是水资源总量的4．27倍。黄河流域土壤水资源量是水资源重要组成部分,是极宝贵的农业水资源。