相对冷暖背景下两次干旱事件的比较——以陕西为例

利用陕西省气象观测站气温和降水资料、干旱灾害记述资料,根据年旱涝等级、降水距平百分率以及CI干旱指数的分布与变化,分析比较了冷期1965—1966年干旱和暖期1994—1995年干旱的范围、程度以及干旱过程演变的异同。结果表明,冷暖背景下均会出现连续的干旱,当暖期与降水减少相遇时,出现的干旱更为严重;处于干旱半干旱区的陕北,干旱过程往往持续时间较长,处于半湿润区和湿润区的关中、陕南,干旱时段内往往会出现多个干旱过程。陕北1994—1995年的干旱天数少于1965—1966年,而关中、陕南1994—1995年的干旱天数多于1965—1966年,同一干旱事件在各地会呈现出不同的特点。     

黑龙江省大豆生长季干旱时空格局

为精细化诊断大豆生长季干旱,提高干旱评估的准确性,采用连续无有效降水日数指标来表征干旱,以累积的干旱持续天数将干旱分为5个等级,即无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱;并以干旱强度、干旱频率和干旱范围三因子分析1971-2016年间大豆生长季的干旱时空特征。研究表明,1971-2016年间,在大豆生长季,松嫩平原西部的平均干旱强度最强,其中松嫩平原西南部干旱日数超过了90 d,但三江平原东北角和黑河中部干旱强度气候倾向率高于2.5 d·10a^-1,有明显的增强趋势,而牡丹江东南部干旱强度气候倾向率低于-2.5 d·10a^-1,有较强的减少趋势;松嫩平原西部中度以上干旱频率超过90%,松嫩平原西南部重度以上干旱频率超过50%。1971-2016年中,1976年、1979年、1982年、1989年、1999年、2001年、2004年和2007年约56%~77%的气象观测站点表现为重度以上干旱,长达3个月的时间大豆处于干旱缺水状态,且2007年干旱范围和强度表现最典型。大豆生长季逐日干旱频率动态变化均以“V”形为主要特征,逐日干旱频率从大豆播种出苗期约60%~90%降低至开花结荚期40%以下,但鼓粒-成熟期又上升至40%~80%;从大豆安全性种植角度来评价地域差异,黑龙江省中部好于东部,东部好于西部,西部的北部好于西部的南部。     

1368-1949年西海固干旱灾害研究

通过对历史文献资料的收集、整理统计和分析,对1368-1949年西海固地区干旱灾害的等级序列、时间序列变化、平均发生时间间隔和干旱变化趋势拟合进行了研究。结果表明:1368-1949年西海固共发生干旱灾害132次,平均每4.41年发生一次;其中以1800-1849年和1900-1949年这两个50年段的干旱灾害最为频繁。1368-1949年西海固干旱灾害以中度旱灾和轻旱涝灾为主,发生频次分别为58次、52次,占干旱灾害发生年总数的43.94%、39.39%。大面积的干旱灾害(三、四级)平均每26.5年出现一次,占干旱灾害发生总年数的16.67%。受季节性气候影响,西海固干旱灾害呈现出明显的季节性差异。夏季是干旱灾害最为频繁,春、秋两季次之,冬季最少。伏旱造成的危害相对比较严重。1368-1949年西海固干旱灾害发生频次的距平百分比曲线呈明显的波浪线型增长;以1700年为界,西海固干旱灾害频次呈明显的增加趋势,后期250年的干旱灾害发生频率是前期330年的2.62倍。西海固干旱灾害频发主要是由气候的异常波动、降水的年际、年内分布不均以及特殊的地理位置这些自然因素造成的;人类对自然环境的不合理改造和不科学的利用方式也加剧了干旱灾害的发生及成灾程度。     

基于SPI的近51a晋北地区旱涝变化及干旱事件时空特征研究

利用晋北地区1965-2015年逐月降水数据,计算不同尺度标准化降水指数(SPI),并结合游程理论,分析了晋北地区旱涝变化及不同时间尺度干旱事件时空演变特征。结果表明:晋北地区呈湿润化演变趋势,年SPI以0.0507/10a的速率递增,春、秋、冬季变湿,对年湿润化过程的贡献明显。就干旱事件而言,干旱持续时间、干旱程度和干旱强度均呈递减趋势,晋北地区干旱事件缺水状况有所缓解;1965年气象和农业干旱最严重,1999-2000年水文干旱最严重;河曲是农业和水文干旱的高发区,干旱化趋势也最为明显,五寨呈明显的湿润化趋势,其气象干旱最严重。     

潮白河流域气象水文干旱特征及其响应关系

利用潮白河流域7个气象站1960-2011年逐月降水以及密云水库同时期入库流量数据,分别以SPI和SDI两个干旱指标表征气象、水文干旱,采用游程理论、M-K检验、滑动t-检验、Spearman秩相关检验等方法研究了该流域气象水文干旱特征,并探求水文、气象干旱的响应关系。结果表明：研究期内潮白河流域气象干旱多以短历时干旱事件为主,历时1-2个月的干旱事件达研究期内气象干旱事件总次数的67.18%;但是气象干旱的年干旱烈度及其历时未通过MK趋势显著性检验,其线性斜率值仅为-0.025和-0.005,变化趋势不明显。而水文干旱存在极长历时重烈度干旱事件,历时达4个月以上的干旱事件达研究期内水文干旱事件总次数的46.54%,最长干旱历时达45个月;且研究期内水文干旱的年干旱烈度及其历时均通过显著性检验,线性斜率值达-0.419和0.228,变化显著;二者均在1980年和1998年出现突变现象。自20世纪90年代末以来,潮白河流域水文干旱频繁发生,且多为长历时连续干旱。研究期内水文干旱滞后气象干旱约1个月。     

基于SPI的山西省1972—2012年春夏干旱特征及对玉米产量的影响分析

利用山西省50个气象站1972—2012年春季和夏季降水量资料,基于标准化降水指数SPI,从山西省整体干旱趋势、干旱面积变化趋势、干旱强度变化趋势、干旱持续时间特征和干旱空间变化等方面,研究了山西省近40年的春季夏季干旱特征,同时结合玉米产量资料,揭示了SPI指数表征干旱特征的优势。结果表明,春季SPI呈增大趋势,气候倾向率为0.15·10a^-1,有湿润的倾向,干旱强度和干旱面积均呈下降趋势,1972—1981年山西省春季平均干旱面积为42%,而近10年为26%,表明山西省春季干旱程度有减轻趋向,但区域性或持续性极端干旱事件频发,因此,春季的干旱并未得到有效缓解。夏季SPI呈减少趋势,气候倾向率为-0.14·10a^-1,有干旱的倾向,但干旱强度呈下降趋势,气候倾向率为-0.055·10a^-1;1972—1981年夏季平均干旱面积为11%,而近10年上升到14%,但较少出现区域性或持续性干旱事件。夏季干旱特别是中等以上强度的干旱显著影响玉米产量,而春季干旱对产量影响较小。SPI值与玉米产量的相关系数要高于降水量,表明基于标准化降水指标的干旱分析在农业生产方面更具指导意义。     

广西大石山区农业干旱灾害综合风险管理战略

伴随着我国干旱灾害管理从危机模式到综合风险模式的转变,以广西大石山岩溶区为研究对象,在对该区近20年农业干旱灾害调查分析的基础上,采用模糊信息扩散方法对该区26个县农业干旱风险进行了评估。研究结果表明:广西大石山区近20年来平均每2年至少会发生农业干旱1次,且强度呈逐渐增加的变化趋势;该区平均发生轻度、中度、重度和特大农业干旱灾害的频次分别为1.3年/次、2.2年/次、6.3年/次、15.3年/次。根据区域干旱灾害风险模型:区域干旱灾害风险=(危险性H×暴露性E×脆弱性V)/抗旱减灾能力C,加强该区抗旱减灾能力建设是有效应对日益复杂的干旱灾害和减轻灾害风险最有效的途径和手段。广西大石山区应开展具有可操作性的干旱防备与应对系统以实现该区干旱灾害综合风险管理战略的实施。     

基于MCI指标的甘肃省近50年干旱特征分析

基于甘肃省16个气象站1961—2010年改进气象干旱指标(MCI)对甘肃省近50年不同季节的干旱特征进行了统计分析。结果表明:春旱和夏旱发生频率最高,为55.4%和55.0%;秋旱发生频率最低,为41.1%;冬季干旱发生频率为46.3%。全省夏秋季易出现大范围干旱,冬季较少。近50年来,干旱发生范围在全年各季节都有不同程度增加。春季各等级干旱发生天数均较高,且更容易发展成为重旱甚至特旱;夏季和冬季易发生大范围的轻旱和中旱,而严重干旱发生较少;秋季干旱发生日数最少,且干旱强度也最轻。总的来说,甘南地区干旱发生最少,而河西东部、陇中北部和陇南南部发生干旱较多。近50年,研究区干旱平均持续日数、发生干旱站次比以及干旱强度虽有不同程度增加或减少趋势,但变化并不显著。春季干旱强度最强,秋季最弱。干旱强度与无雨日数有显著负相关关系。     

渭河流域多尺度干旱时空特征分析

基于渭河流域23个气象站1959—2014年的实测资料,对比分析了标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)在渭河流域的适用性,得出SPEI的稳定性更佳。继而采用标准化降水蒸散指数(SPEI)研究该流域干旱发生频率与干旱强度,分析了近55年渭河流域不同时间尺度干旱的时空变化特征。结果表明:尺度越大,SPEI波动的幅度越小。渭河流域SPEI在1991年发生突变,1991年后干旱加剧,干旱的发生存在14 a和7 a左右周期变化。年尺度干旱的发生频率呈东高西低的分布,中度以上干旱频率最高的地区为西吉、武功和天水周边,频率分别为14.28%、14.28%、12.5%;季尺度上整体的秋旱相比其它季节的干旱发生频率高,中度以上春、秋、冬三季干旱发生的频率天水盆地均最高,频率分别为21.4%、19.6%和8.9%,中度以上夏季干旱发生频率最高的是平凉,其频率为16.1%;月尺度上干旱强度的分布总体上是由东向西减小,其中干旱强度最大的是南部佛坪地区,干旱强度为30%,天水和海源地区近55年发生连续干旱过程的次数最多,可达22 a,该过程中连续干旱的月数大多为3~4个月,而吴旗站存在一次长达9个月的持续干旱过程。     

基于水分亏缺指数的北疆春小麦不同生育阶段干旱时空特征

基于水分亏缺指数模型,结合新疆历史干旱资料记载,对比分析典型年份干旱指数,确定北疆春小麦干旱等级指标,利用ArcGIS探究1986—2016年北疆春小麦各生育阶段干旱强度、干旱站次比的年际变化规律以及干旱频率的时空分布特征.结果表明:除春小麦营养生长和生殖生长并进阶段干旱站次比呈微弱增大趋势(0.355％·10a-1)...     

乌鲁木齐河源1号冰川雪坑δ^18O剖面特征与气候的关系

2004年10月至2005年9月,在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区采集了16组雪坑样品。利用雪坑中δ18O资料,分析干季和湿季冰川雪坑δ18O剖面特征与气候的关系。结果表明：δ18 O变化主要集中在雪坑上部,在距底部附加冰130 cm以下变化不大,且维持在较高值。其中,干季雪层剖面上部基本反映了积累期温度的变化,湿季不...     

1766～1911年黄河中游汛期建立时间研究

利用清代奏报中保留的汛期涨水尺寸记录,近现代以来黄河中游水文站存在的水位信息器测数据,基于1766～1911年黄河中游万锦滩(位于今河南省三门峡市)水位志桩所载涨水时间,在"侯"尺度下建立了研究时段内三门峡断面的汛期开始时间。结果表明:1766～1911年,1840年代前中游汛期开始时间在平均水平;1840～1860年代汛期建立时间偏晚;1860～1890年代再次开始提前。在研究时段内黄河中游汛期开始时间平均为7月上旬,与同时期长江中下游梅雨结束时间有很好的对应关系,但年际差异较大,夏季风雨带推移成为导致中游汛期开始时间产生波动的主要驱动因素。     

大通河流域水资源外调及其对生态环境的影响

大河流域有毗邻地区的水资源分布及期和水量极不平衡，实施跨流域调水是必要的。甘肃，青海两省已建，拟建跨流域的调水工程，就是将水资源量较我但利用率却很低的大通河流域的水资源，调向水资源贫乏但利用率较高的非大通河流通。     

塔里木河下游生态输水的合理时间初探

基于塔里木河下游8次生态输水资料和植被调查,从输水时间与天然植被落种时间的生态默契角度,分析了8次输水时间、水量以及博斯腾湖与塔里木河来水的规律,并根据塔里木河下游32种植物的落种时间,分别从不同乔、灌、多年生草本和一年生草本植物的落种与河道过水时间的相关性,对目前输水时间的合理性进行了评判,从塔里木河下游天然植被生态恢复的角度,提出了塔里木河下游最适宜的输水时间。结果显示：① 由于调水沿途损耗较大,目前输水正以博斯腾湖调水向依靠塔里木河来水转变,因此,塔里木河有没有水向下游输送是生态输水的先决条件;② 前8次输水过程中,过水时间主要集中在4-6月和8-10月两个时间段,这是由于博斯腾湖水量49.73%在4-6月;而塔里木河水量82.33%集中在8-10月;③ 从8次输水看,由于没有考虑到天然植被的落种更新问题,因此,河道过水时间与天然植被的相关性偏低,塔里木河来水的输水时间较博斯腾湖更为合理;④ 从下游乔、灌、草落种时间看,最适宜的输水时间是7-9月;从塔里木河给水时间的可行性看,每年最佳的给水时间是8月中旬到9月底。     

黄河流域典型城市水资源社会可再生性评价研究

黄河流域主要位于我国干旱、半干旱区 ,流域内许多城市都面临着水资源短缺问题。水资源社会可再生性是水资源在利用过程中所表现出的特性 ,其值的增强对于实现水资源的高效利用具有重要意义。本文针对黄河流域提出了基于若干指标来综合表征缺水城市水资源社会可再生性的方法 ,并在此基础上对该流域 8个典型城市的水资源社会可再生性进行了评价 ,得出了这些城市水资源社会可再生性的差异 ,最后提出了增强这些城市水资源社会可再生性的途径。     

阿克苏河流域水资源承载力模糊综合评价

阿克苏河是天山南坡水量最大的河流,是目前塔里木河最大的水量补给来源。由于阿克苏河流大规模的农业开发和不合理的水资源开发利用,不仅使得流域内生态环境脆弱,同时导致了补给干流的水资源减少,使得干流(尤其是在下游)产生了一系列的生态环境问题。本文针对阿克苏河流域水资源的实际情况,依据阿克苏河流域供需状况等,选取人均水资源可利用量,人均供水量、水资源利用率、耕地灌溉率、供水模数、需水模数、生活用水定额、生态用水率等指标,应用模糊综合评价方法综合的评价了流域内现状和不同水平年的水资源承载力,并提出了提高水资源承载力的途径。     

新疆车尔臣河及其水资源利用研究

车尔臣河是塔里木盆地东南部最大的一条河流,主要依靠雪冰融水和地下水补给。上游山区由于有库木库里盆地和吐拉盆地对径流的调节,水量各季节变化比较平稳,特别是春季占全年径流量的29%,是新疆春季径流所占比例最大的河流之一,春灌基本不缺水。农业灌溉和生态用水各占水资源总量的一半。绿洲虽不断扩大,但中游地下水位仍较高,植被未发生明显退化,同时还向台特玛湖输送一定水量。因此,对车尔臣河水资源利用应保持原生态状况,不宜人工修建大型水利工程。由于车尔臣河出山口有巨大的洪积冲积扇,渗漏量占出山口径流量约30%,是一个比较理想的天然地下水库,所以今后经济发展用水应以开发地下水为主。     

跨流域调水方案优选方法初步研究

以陕西省关中地区引汉济渭调水工程为例,采用层次分析和效用函数计算模型相结合的方案优选方法,计算该地区拟采用的三种调水方案的综合量比值。通过对三种方案评价结果分析发现,对国家南水北调中线调水工程影响最小,工程可实施性和经济性较好的调水方案综合量比值最大,为最佳调水方案。该结论与引汉济渭调水工程的初步推荐方案相一致。效用函数与层次分析法相结合的调水方案优选方法不但包含了评价系统所包含的数据信息,较好减免了人为因素对方案决策的影响,而且更能全面、客观地反映实际情况,因此,其是较为理想的跨流域调水方案优选方法。     

基于VB的甘肃石羊河流域水资源管理信息系统设计

介绍了石羊河流域水资源管理信息系统建立的必要性和初步设计方案,包括系统目标设计、系统结构设计、系统概念设计等。该系统的建立可提高流域管理工作效率和水平,使该流域水资源管理工作进一步规范化。     

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。