应用统计降尺度方法预估江淮流域未来降水

统计降尺度方法广泛应用于弥补大气环流模式(GCM)模拟区域气候变化能力较弱的不足。利用1960~2009年的NCEP/NCAR再分析资料和江淮流域52个站点降水观测资料,通过敏感性分析,针对4个季节分别选择10个大尺度预测因子,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法,建立了江淮流域降水统计降尺度模型。检验结果表明,该模型获取的江淮流域降水的偏差显著减小,能够描述降水在月、年尺度的变化,适用于HadCM3输出的大尺度气候场,具有预测未来降水变化的能力。将统计降尺度模型应用于HadCM3在A2情景下输出的2020~2099年大尺度预测因子,分3个时段:2020~2039年,2050~2069年和2080~2099年,从年和季节两个时间尺度分析江淮流域未来降水变化。结果表明,相对1960~1999年,未来3个时段的降水有小幅增加,其中2080~2099年增幅最大,为3.6 mm;在未来3个时段的不同季节,降水变化呈现出不同特征。     

龙江流域下游南岸段遥感干旱监测研究

针对龙江流域下游南岸段干旱缺水的自然灾害现象,文章建立了新的基于温度植被干旱指数（TVDI）的遥感监测信息模型,并建立了干旱分级标准．经过反复试验结果表明,该干旱遥感监测模型对于区域性的干旱监测具有较好的实用性,可广泛用于干旱的监测、评估及预报工作.     

GEV干旱指数及其在气象干旱预测和监测中的应用和检验

介绍了一种新的基于广义极值分布(Generalized Extreme Value,GEV)的干旱指数的构建过程及其原理。并利用1951—2010年中国地区160个气象台站的逐月降水资料,选择6个代表台站,检验1951—2010年60年间预测的干旱和实际干旱事件发生的吻合程度;利用2009—2010年资料检验GEV指数和实际发生的干旱事件在月尺度上的监测效果。结果表明,利用GEV方法定义的干旱指数能较好地监测干旱事件的发生和发展,与目前广泛使用的Ci指数监测结果较为一致。同时这种指数也能用于某一地区干旱事件的预测和干旱等级的划分。对干旱业务监测和预测有重要的参考意义。但该指数对站点疏密有一定的依赖性,站点稀疏的区域存在着一些误差。     

Palmer干旱指数在淮河流域的修正及应用

Palmer指数是目前研究区域干旱时应用最广泛的指数之一,但由于其空间适用性比较强,所以在应用已修正的Palmer指数描述淮河流域干旱等级和持续时间时和实际情况有较大差异,因此有必要做进一步订正。利用淮河流域开封、信阳、巢湖站1961—2009年逐日降水和气温等常规观测资料,根据1965年Palmer指数原理,在200...     

安徽省江淮流域表层土壤有机碳储量历史变化探讨

本文根据安徽省多目标区域地球化学调查数据以及1980年安徽省土壤第二次普查数据对安徽省江淮流域表层土壤中有机碳储量变化特征等进行了研究分析,结果表明:相对于1980年,本区近20年间碳储量增加了7060228吨。从碳汇、碳源面积衡量,区内碳汇面积较碳源面积多7700km2。区内总体为碳汇区。江淮流域表层土壤中碳储量碳源区主要沿长江带分布,碳汇区主要沿江淮分水岭及沿淮、淮北地区分布。     

安徽省江淮流域土壤地球化学基准值与背景值研究

基于安徽省江淮流域多目标区域地球化学调查数据资料,统计获得了表层和深层土壤地球化学基准值、背景值及相应的地球化学参数,为研究区生态环境评价及相关学科研究提供了基础。研究表明,成土母质类型对土壤元素地球化学基准值影响显著,表层土壤化学组成表现出既对深层土壤具有一定的继承性,又在表生作用下发生某些变化:表层土壤中迁移活动性强的元素和人为扰动污染的元素明显不同于深层土壤;随着地理空间位置的变化,同类成土母质形成环境、成因来源的差异导致其化学组成的空间变异,造成不同地区同类成土母质地球化学基准值有所不同。因此,土壤地球化学基准值研究应更多地考虑地质背景、物质来源等因素的影响。     

水文干旱指数在汾河上游的适用性分析

为准确评价水文干旱,客观合理地构建干旱指数。以汾河上游的月径流为研究对象,首先从逻辑斯特、正态、对数正态、威布尔分布中选择出最优分布,利用最优分布计算标准径流干旱指数（Standardized Streamflow Drought Index, SSDI）;其次依据标准正态曲线特点对水文干旱事件进行等级划分;最后将标准径流干旱指数与径流Z指数和距平指数进行分析比较,并根据汾河上游实际干旱情况验证标准径流指数的适用性。结果表明:对数正态分布对汾河上游月径流的拟合程度最佳,根据该分布计算得到的指数以及干旱等级与汾河上游历史记载的旱涝情况基本相符;汾河上游不同干旱等级出现频率相对于时间尺度的变化具有稳定性。     

气候变化背景下海河流域干旱特征及趋势

为了深入研究近60年来多种气候、水文要素对海河流域干旱变化的影响,采用Mann-Kendall非参数检验法对流域内气温、降水、径流等要素进行了分析,并采用Z指数法对流域的干旱特征进行了研究。结果表明：20世纪50年代以来,海河流域经历了湿润-正常-干旱的变化过程;21世纪初,流域北部地区出现偏旱现象,多次干旱的面积覆盖率低于40%,少部分干旱覆盖率较高,最高达98%;从时间上看,1980年是发生干旱现象的一个临界点,无论是从发生次数还是覆盖面积上,1980年以后要明显大于1980年以前。从干旱发生频率上分析,海河流域发生轻度和一般干旱的高频地区多分布在滦河流域以及北部山区,中部平原地区干旱爆发频率相对较低,重大干旱事件则在中南部平原地区发生频率更高。综合全部干旱事件,滦河流域为干旱频发区,其次为海河流域东部地区,西部地区则频率相对较低。     

气象干旱指数在河北省的适用性分析

基于河北省1974—2014年的气象观测和旱情资料,分析降水距平百分率PA、相对湿润指数M、标准化降水指数SPI和标准化降水蒸散指数SPEI这四种常用气象干旱指数在河北省的适用性。通过对比四种干旱指数与旱情资料、农作物产量等资料的一致性,结果表明：(1)从干旱事件分类的总体准确度来看,M指数最好,PA和SPEI指数监测效果次之。(2)四种干旱指数都能较好地监测河北省历年旱灾发生的空间范围,表现在四种指数的干旱站次比分别与旱灾受灾比和旱灾成灾比均有较强的相关性。(3)7月份SPEI和SPI指数均可较好地预报河北省雨养区(半干旱区)内的玉米产量。研究结论可为干旱防灾减灾及确保粮食生产安全提供理论依据。     

典型喀斯特岩性组合结构的流域水文干旱机制研究——以贵州省为例

水文干旱已成为全球气候变化背景下典型的自然现象, 是气象干旱和农业干旱的延续和发展, 是最终、最彻底的干旱.岩性是流域下垫面的重要组成物质, 其岩性类型及结构控制着地貌及水系的发育、促进流域储水空间的形成, 影响流域的储水能力, 关系到流域水文干旱的发生.本文在贵州省选择40个典型流域为研究样区, 利用面向对象分类技术, 提取流域岩性类型的遥感信息; 利用主成分分析及灰色理论, 研究岩性类型及其结构对流域水文干旱的影响机制.研究表明: 1)从岩性类型因素上看, 流域岩性类型对水文干旱影响总体较大, 影响从大到小排序(关联度)为: K(0.985) > Z(0.96) > O(0.924) > J(0.922) > S(0.806) > D(0.788) > ε(0.75) > C(0.69) > Pt(0.684) > P(0.568) > T(0.542); 2)岩性类型的主成分因素对流域水文干旱影响从大到小排序(关联度)为: Z3(0.48) > Z4(0.47) > Z1(0.44) > Z5(0.42) > Z2(0.39); 3)岩性类型组合方式对流域水文干旱影响从大到小排序为: Ⅰ、Ⅱ > Ⅴ、Ⅳ > Ⅲ.     

模糊物元理论在干旱分析中的应用研究

干旱的评价指标具有多样性,各种指标在优劣程度上是渐变的,具有模糊性,不同的干旱指标对干旱的分析会存在一定的差异性。利用渭河流域1960～2010年近50a的日气候资料,通过分析计算选取标准降水指数、综合干旱指数和降水距平百分率并通过模糊物元理论将这三种干旱评价指标结合起来构建一种新的评价方法并与已发生的干旱进行分析对比。结果显示:模糊物元理论可以很好的将多种干旱指标结合起来从而减小不同指标分析所存在的差异性;且与单独一干旱指标所分析的干旱趋势没有出现较大的偏差。可以将多种分析方法结合起来更好的揭示干旱的变化规律,定量评价流域内的干旱变化情况,对抗旱减灾工作有重要的科学意义。     

两种判断月干旱过程的方法在黄河流域的对比研究

利用黄河流域160个气象站1961-2010年逐日综合气象干旱指数(CI)指数, 对比分析两种用逐日CI指数判断月干旱过程的方法. 结果表明: 对重大干旱事件个例来说, 两种方法都能大体描述事件的月干旱过程, 但干旱的强度和范围有所不同. 从干旱发生的范围来看, 两种结果的差别较小, 方法I的识别结果范围更大、更连续, 特别是对青海旱情的判断常常比实际范围大;而方法II的识别结果范围稍小, 大体上能反应干旱的整体范围, 但有时也偶尔会遗漏小部分旱区;从干旱发生的强度来看, 方法I对干旱事实的描述偏轻, 而方法II以重-特旱为主, 与实际情况更相符. 从对黄河流域近50 a月干旱频率的分析结果来看, 两种方法一致表明黄河流域分界线以西的地区常年不容易发生干旱, 而对于分界线以东地区, 两种方法的统计结果有较大差异. 方法I的结果表明, 分界线以东地区干旱的月发生频率较大, 其中, 轻旱的月发生频率最大, 其次为中旱, 而重旱和特旱的发生频率很小;方法II的结果表明, 分界线以东地区干旱的月发生频率在60%~80%左右, 其中重旱的月发生频率最大, 其次为中旱, 轻旱和特旱的发生频率很小. 总体来说, 方法II对黄河流域月干旱情况的评估结果与干旱实际情况更一致.     

SIMHYD模型在松花江流域应用的适应性分析

近年来,概念性水文模型在水文预报中得到了广泛应用,为探讨SIMHYD模型在松花江流域应用的适应性,为其汛期的防洪控制、水库调度提供依据,本文选择嫩江流域上游石灰窑断面和第二松花江流域白山断面汛期(6—9月)的日径流过程进行模拟。计算结果表明,SIMHYD模型在松花江流域的应用中存在区域性差异:在嫩江流域上游石灰窑汇水区,率定期的纳什系数为0.501,验证期的纳什系数为0.158,模型应用的适应性较差;在第二松花江流域白山汇水区,率定期的纳什系数为0.777,验证期的纳什系数为0.729,模型应用的适应性优良。模型对于洪峰处的模拟存在较大误差,主要原因在于该模型没有考虑到产流时空分布不均及河道汇流计算过程。     

水文干旱研究进展

水文干旱是自然干旱中的一种重要类型,影响自然界水循环过程中蒸发、下渗和径流三大环节,关系着水文循环和水量平衡。当前的干旱研究多集中在气象干旱、农业干旱上。鉴于水文干旱研究的重要性和目前水文干旱研究的不足,对当前水文干旱研究进行了分类评述,提出了研究中存在的问题及主要发展方向,可为水文干旱的进一步研究提供参考。     

长江下游中生代岩浆活动与中新生代盆地

中生代期间，强烈的构造和岩浆活动改变了长江下游地区古生代以来的台地沉积体制和区域构造格局的发展。在大量岩浆侵入和喷出之后，产生了一系列岩浆期后的陆相盆地，这些盆地的形成和发展是岩浆斯后地壳均衡补偿作用的结果，盆地的形成和演化历史与岩浆活动存在着密切的联系。     

淮河上游地区干旱评价分析

利用淮河上游6个雨量站1964～2000年日降雨资料和邻近气象站气象资料,分别计算各站逐月Palmer干旱指标和雨量距平指标,并对计算结果进行对比分析.结果表明:淮河上游地区旱涝程度具有较强的持续性,夏季干旱多发,不过干旱等级多集中在轻微干旱和中等干旱;秋冬季节则是严重干旱多发的季节;极端干旱多发于春季;相比降雨量较大的淮南地区,淮北地区更为干旱.     

Drought Monitoring Using Data Mining Techniques: A Case Study for Nebraska, USA

Drought has an impact on many aspects of society. To help decision makers reduce the impacts of drought, it is important to improve our understanding of the characteristics and relationships of atmospheric and oceanic parameters that cause drought. In this study, the use of data mining techniques is introduced to find associations between drought and several oceanic and climatic indices that could help users in making knowledgeable decisions about drought responses before the drought actually occurs. Data mining techniques enable users to search for hidden patterns and find association rules for target data sets such as drought episodes. These techniques have been used for commercial applications, medical research, and telecommunications, but not for drought. In this study, two time-series data mining algorithms are used in Nebraska to illustrate the identification of the relationships between oceanic parameters and drought indices. The algorithms provide flexibility in time-series analyses and identify drought episodes separate from normal and wet conditions, and find relationships between drought and oceanic indices in a manner different from the traditional statistical associations. The drought episodes were determined based on the Standardized Precipitation Index (SPI) and Palmer Drought Severity Index (PDSI). Associations were observed between drought episodes and oceanic and atmospheric indices that include the Southern Oscillation Index (SOI), the Multivariate ENSO Index (MEI), the Pacific/North American (PNA) index, the North Atlantic Oscillation (NAO) Index, and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) Index. The experimental results showed that among these indices, the SOI, MEI, and PDO have relatively stronger relationships with drought episodes over selected stations in Nebraska. Moreover, the study suggests that data mining techniques can help us to monitor drought using oceanic indices as a precursor of drought.     

河西内陆河流域水资源转化分析

分析河西内陆河流域的水循环二元结构,揭示了各自水量转化特点及相互联系;对山区消耗水量,走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了评价.提出了理解流域水循环整体概念,评价山前平原水资源消耗的影响,在流域水资源开发利用中改善水资源转化.     

黄河“八七”分水方案的适应性评价与提升策略

黄河"八七"分水方案是流域水资源管理的重要依据。颁布30余年来,黄河流域自然环境、经济社会等发生了显著变化,亟需科学认识分水方案对环境变化扰动的适应性。运用动力系统原理构建分水方案适应性的动力微分方程和综合评价模型,从敏感性、稳定性、抗力和恢复力4个方面建立包含20个指标的适应性评价指标体系,定量评价1999年以来分水方案的适应性,并采用HP（Hodrick-Prescott）滤波识别适应性变化趋势。结果表明:分水方案对环境变化的适应性良好,19年中63.2%的年份适应性值大于1;适应性先升后降,2005年达到峰值,之后逐渐降低,2014年起适应性值小于1,表现为不适应。分析影响分水方案适应性的主要因素,提出分水方案调整策略,为支撑流域水资源管理提供方向参考。     

长江中下游夏季特大旱涝预测研究

利用1951～1995年的资料,分析了长江中下游梅雨期(6～7月)和夏季(6～8月)旱涝的一般特征.在此基础上着重研究了大涝(旱)和特大涝(旱)年前期大气环流的各种因子的特征,进而确定可供预测旱涝趋势的若干环流因子.