陕西省渭河流域干旱水文研究

陕西省渭河流域干旱水文研究韩凤霞，邢大韦（水利部西北水利科学研究所）水是人类生存必不可少的物质之一，我国地域辽阔，但水资源并不丰富，干旱半干旱地区占全国土地面积的三分之一，水供需矛盾日益突出，特别是枯水期间，矛盾更加尖锐。水文干旱是指河流径流量（或含...     

中国干旱预警水文方法探析

干旱预警是抗旱工作的首要环节和重要的非工程措施,但由于相关技术方法研究比较薄弱,在实际工作中往往缺乏针对性和可操作性,其作用难以得到充分发挥。为满足抗旱工作的需要,从中国抗旱工作实际出发,在阐述抗旱工作中干旱概念及成因的基础上,分析了中国干旱预警现状及存在问题,集成构建了干旱预警水文指标体系,提出了水文干旱预警水位（流量）的新概念及确定办法,填补了江河湖库干旱预警空白,并在抗旱工作中进行了实践应用,为干旱预警开辟了水文方法新途径。     

人类活动对水文干旱形成与发展的影响研究进展

在高强度人类活动对地球系统产生全方位深刻影响下,干旱灾害已经不再是严格意义上的自然灾害,而成为自然-人为复合灾害。人类活动通过改变大气成分(主要通过温室气体排放)引起全球或区域性水循环过程的变化,导致气象干旱时空特性变化,从而间接影响到水文干旱的形成发展;通过改变河流蓄存状态与水力联系(主要通过蓄、引、提、调水工程)以及用水特性变化,改变河流与地下水系统调蓄功能与产汇流过程,从而直接影响到气象干旱向水文干旱的传递过程以及水文干旱的发展过程。考虑自然和社会水循环之间复杂的相互作用过程,揭示人类活动对干旱形成与发展的影响是干旱研究的重要发展方向。     

利用水文监测数据构造干旱程度指标的方法

从干旱的基本概念入手,提出建立抗旱工作相关的指标参数的性能要求,简要地分析常规水文观测资料在抗旱工作中的作用,从中选择几项作为建立干旱程度指标体系的基础,讨论建立指标体系的基本构想。着重说明借用洪水预报模型的一些成果建立度量干旱程度的水量供需平衡指数的方法。通过分析可以看出,常规水文观测资料已可以满足抗旱工作的需要,只要干旱程度度量体系构造合理,完全可以规避信息交流不畅的障碍。     

甘肃省河东地区气象-水文干旱时空演变特征

干旱半干旱区是气候变化和人类活动的敏感和脆弱区,研究地区干旱时空演变特征有助于成灾机理分析。甘肃省河东地区是我国典型干旱半干旱区,主要依靠自然降水维持农业生产,旱灾尤为突出。基于标准化降水指数和标准化径流指数探讨河东地区气象-水文干旱的时空演变特征,结果表明：（1）气象干旱多发生于春夏两季及陇东地区,较少发生季节型以上气象干旱;（2）水文干旱较气象干旱历时更长,多年尺度干旱时有发生;（3）不同季节气象-水文干旱滞时不同,春夏两季几乎无滞后,秋季约滞后1个月,冬季约滞后4个月;（4）陇中和陇东地区历史受灾/成灾面积较大。本研究可为干旱半干旱区的旱灾预警评估和旱灾防控工作提供参考。     

青岛市气象和水文干旱变化特征分析

利用青岛市气象和天然径流资料,借助极端降水指数、气象和水文干旱指数,采用回归分析、相关分析和ARCGIS空间分析等方法对该市气象和水文干旱的变化特征进行分析。主要结论为:(1)青岛市无雨日数明显增多,降水量则呈减少的趋势;最大连续无雨日数(pxcdd)和平均干旱期长度(pdsav)的上升在西部地区大于东部地区,而降水量(prcptot)的下降在东部地区大于西部地区。(2)气象干旱指数SPI和水文干旱指数SSI均表明青岛市干旱呈加剧特征;SSI所反映的旱涝发生频次少于SPI,但持续时间大于SPI,尤以1个月和3个月尺度更明显。(3)干旱指数与历史旱灾面积的相关性较好,其中水文干旱指数与成灾面积的相关性更强,而气象干旱指数与受灾面积的相关性更强。此外,由于干旱的累积效应,在降水并不十分稀缺的年份,造成的局部旱情亦十分严重。     

水库径流调节对水文干旱的影响分析

对水文干旱研究做了简要综述,在此基础上,分别探讨了不考虑径流调节和考虑径流调节情况下的水文干旱分析方法.利用人工生成径流系列,以实际需水量作为截断水平产生干旱事件,得到了天然水文干旱的统计特征,主要包括不同频率(重现期)的水文干旱烈度、历时和强度;考虑水库系统对径流的调节作用,在水库采用SOP运行规则下,分析了径流调节下的供水系统水文干旱和判断依据,得出了考虑径流调节下的水文干旱统计特征.对两种情况下水文干旱统计特征进行对比分析,定量刻画了水库径流调节对水文干旱的影响.     

基于条件分布模型的气象水文干旱传递分析

气象干旱发展到一定程度可以传递为水文干旱。以潘家口水库流域1961—2010年逐月平均降水数据和潘家口水库的入库径流序列为基础数据,分别计算了1、3、6、12个月时间尺度的标准化降水指数（SPI）和标准化径流指数（SRI）,以表征研究区域的气象干旱和水文干旱。基于条件分布模型,分析了不同时间尺度的气象干旱传递到未来的不同等级和不同的预测期（或滞后期）的水文干旱的概率。结果表明,当SPI时间尺度较短或预测期（滞后期）较短时,其对应的SRI水文干旱等级越倾向于维持与SPI相同的干旱等级;随着SPI时间尺度的增长或预测期（滞后期）延长,其对应的SRI水文干旱等级略低于气象干旱或恢复到正常状态。     

鄱阳湖区干旱演变特征与水文防旱对策

根据实测水文资料与历史记载资料,分析鄱阳湖区近1 000年来干旱的气候演变特征,表明从大周期上看,本世纪鄱阳湖区的气候严重干旱属正常偏少状态;但从小周期上看,本世纪前20年湖区气候严重干旱为偏多状态,未来十几年的抗旱形势依然十分严峻.利用都昌站水位资料,分析鄱阳湖区近55年来干旱的水文变化特征,表明干旱的水文变化较气候变化更为剧烈,且单向性变化趋势更加显著,说明湖区抗旱水资源利用困难呈加大趋势,旱期供水形势极为严峻.探讨了新形势下水文防旱对策.     

嫩江下游多变量水文干旱特征研究

基于嫩江江桥站、大赉站1953～2016年逐月径流数据,采用SRI干旱指数研究嫩江下游水文干旱特征.通过游程理论提取干旱历时、烈度、峰值三个干旱特征变量,选取多种常见概率分布和Copula函数,通过拟合优度指标分析选择出最优的边缘分布与Copula函数,在此基础上分析三个干旱特征变量的联合、同现重现期.结果表明,江桥站...     

云南干旱“常态化”的分析

近年来云南持续发生严重干旱,云南干旱是否日趋"常态化"成为社会各界关心的一个热点问题,相关报道不断见诸媒体。本文从水文的角度对云南省的历史干旱、水文要素以及趋势预测等方面进行了深入的分析。在历史依据和现代气象水文观测数据的支撑下,考察近100年来全球增暖可能导致部分地区干旱化的可能,从而认为近年来提出的云南干旱"常态化"存在科学依据;但干旱"常态化"仅能局限于近现代时期这一时间范畴,对于今后更长时期云南省干旱发展趋势,依据现有技术手段及研究成果尚难以判断把握。     

无资料地区水文预报研究的方法与出路

无资料地区的水文研究是最近国际上水资源水环境研究的热点.总结了中国过去在流域洪水预报和设计洪水计算中针对无资料地区研究所取得的相关成果,指出现代水文学应该充分运用新的系统理论和方法,依靠计算机技术和遥感手段,在水文数值模拟方向上寻找无资料地区水文预报的新出路.对无资料地区的水文研究要从有充分实测资料的流域开始,人为隐去部分站点的实测数据以检验依靠剩余少量数据而建成的水文模型的适用性和精度.最后分析了流域分布式水文模型、空间插值、四维同化技术等方法在无资料地区水文预报中的意义和作用.     

区划方法在无资料地区水文预报中的应用研究

区划方法是目前国际上解决无资料地区水文预报问题的常用方法,是近20年水文学界热点问题之一。本文通过介绍当前国际应用区划方法解决无资料地区水文预报问题的研究进展、存在问题和应用前景,为国内无资料地区水文模拟研究提供借鉴和参考。文章将区划方法分为3类:临近流域替代法、水文相似流域替代法和回归法。通过文献梳理及案例分析,本文指出各类方法的问题、适用范围及不同资料条件下方法选择。最后,通过对国际上无资料地区水文预报的总结分析,提出我国无资料地区研究亟待解决的5个问题。     

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.     

水文模型与陆面模式耦合研究进展

水文模型与陆面模式耦合是目前全球变化研究中的热点问题,如何实现分布式水文模型与陆面过程模式的双向耦合,并将其有机嵌入大气模式中,是未来大气环流模式(GCM)和区域气候模式(RCM)发展和完善的重要目标之一.在简单介绍陆面过程模式和水文模型发展历程的基础上,对水文模型和陆面过程耦合研究的国内外进展进行了综述,指出了模式耦合中存在的共同问题和未来工作的研究要点.最后,探讨了分布式水文模型与陆面模式耦合在全球变化研究框架中的地位与意义,并展望了陆面水文过程发展的主流趋势和研究方向.     

多尺度干旱指数在江淮流域的适应性研究

利用1960-2010年江淮流域34个地面气象观测站的逐日降水、日平均气温、相对湿度等实测资料, 分别计算了江淮流域的Z指数、降水距平百分率、相对湿润指数、标准化降水指数以及CI指数, 经与江淮流域干旱记录对比分析, 结果表明: 月尺度的Z指数在5种干旱指数中应用效果最好, 符合率达70%以上;在时间域上, 月尺度的Z指数仅在春季吻合率稍差, 其余月份均在70%以上;月尺度的SPI指数在冬季吻合率较差, 其余月份同Z指数总体相当;MI指数效果最差;日尺度的CI指数应用效果存在时空差异, 在河南最好, 在山东最差, 夏季效果最好, 春季、冬季最差.     

广西河流预报新模式及关键技术研究与应用

随着全国中小河流水文监测工程项目的实施以及国家、广西水情预警发布管理办法的出台,在洪涝频繁、中小河流站点点多面广的新形势下,如何实现广西河流预报任务由传统的预报增加至预警、预报双重要求成为近年来工作中迫切要解决的问题.基于水量平衡原理及洪水水位涨率变化规律分析研究,根据"预测-预警-预报"河流预报模式,研究开发了适应此...     

面向水文数据整合的一体化水文索引模型研究

随着水文行业信息化程度的不断提高,对数据的需求逐渐从单一、具体化向多源、综合化方向发展。当前,在水文行业内,对数据按照大类分而治之的管理模式已渐与用户需求脱节,给数据的综合利用带来困难。针对该问题,梳理了现有数据结构与管理模式,提出一种水文数据整合与索引模型(Hydrological Data Integration and Index Model, HDIIM),利用该模型在多个水文数据库与水文应用之间搭建水文数据整合层,建立多库统一的一体化水文索引,实现对多库信息的整合与快速查询。该方法有效屏蔽了多个水文数据库之间的异构性,支持跨库的数据检索与应用,从而提高水文数据的获取与使用效率。实验证明,HDIIM能够有效提高水文数据的检索效率,特别是针对批量检索操作,HDIIM的表现较现有方法更加高效和稳定。     

国际水文科学研究的新进展

在介绍第七届国际水文科学大会关注热点问题的基础上,总结了近4年来国际水文科学研究的新进展,主要包括：无资料流域水文预测,不确定性、非线性和尺度问题,生态水文学,水文模型及资料获取与参数识别,气候变化的水文响应,水资源可持续利用,城市水文水资源,同位素技术和遥感技术在水文学中应用;提出未来水文学研究的展望。