金华地区的干旱特征研究

金华地区的干旱具有时间分形结构。无标度区越宽，时间分维值越小，干旱周期越长，干旱灾害越严重。１９９７￣２０００年金华地区还可能出现２个左右的干旱年，而２１世纪的第一个１０年（２００１￣２０１０）年，该区出现的干旱状态仍属于中等偏多年。     

干旱等级和旱灾程度的定量表示法

根据风级和震级的计算原理，提出了干旱等级和灾度的概念。干旱等级是描述一次干旱强度的定量指标，干旱灾度是描述一次干旱造成社会损失大小的定量指标。这两个指标从理论和应用方面来说都具有许多优点，概念明确，简单易行，具有重要的实际意义。表l，参3。     

基于GIS的松嫩平原农业干旱敏感性分析

以农安县为例,选择了湿润指数、平均风速、土壤质地、地形地貌和水文条件以及人类活动影响程度作为松嫩平原农业干旱的敏感性评价因子,结合层次分析和专家打分模型,采用地理信息系统技术进行农业干旱敏感性分析,旨在分析生态环境对农业干旱的影响,为农业减灾、避灾提供依据。图2,表1,参10。     

松嫩平原西部引种抗干旱耐盐碱作物新品种试验研究

松嫩平原西部地区降水少、蒸发量大、春旱严重,干旱盐碱是限制区域作物产量的主要因素,培育和引种抗干旱耐盐碱作物及其品种,对该地区调整种植业结构、发展粮食生产、提高农民收入意义重大。采用小区试验的方法,对引进的作物新品种“长寿香谷”进行了不同播量试验,并与当地品种进行了对比。结果表明引进作物新品种“长寿香谷”,与当地对照品种相比,株高低矮、抗倒伏能力强;分蘖多、产量调节能力大;耐盐碱、抗干旱;穗大、产量高;在特大干旱年份条件下,比对照品种增产11．1％～70．9％。适合在黑龙江省西部干旱轻沙碱地种植。图1,表1,参5。     

浙江干旱的变化趋势

根据浙江省干旱变化的历史资料,利用R/S分析和马尔可夫链预测模型,计算了H指数和状态概率向量,对浙江未来干旱的变化趋势进行了分析,在未来的十几年之内,浙江省将处在干旱年占优势的阶段。     

加权马尔可夫模型在区域干旱指标预测中的应用

利用资料序列的均方差建立干旱指数的分级标准,针对干旱指数为相依随机变量的特点,采取以规范化的各阶自相关系数为权重,应用加权马尔可夫链模型来预测和分析未来的状态.以南京市1959--2004年共46年的干旱指数为实例对该方法进行了具体应用,取得较为满意的结果, 为干旱指数γ的预测分析提供了新的途径.     

随机模拟方法在地区干旱频率分析中的应用

地区干旱历时和干旱程度等特征量的频率特性分析是区域水安全管理的重要基础工作，目前适用的分析方法主要是随机模拟技术，其中的关键问题是建立合适的降雨过程随机模型。考虑到实测降雨序列本身就包含有降雨的地区特性、连续时段雨量的变化特性等重要信息，以随机分析原理和计算机数值模拟为基础，对年降雨量过程进行统计特性分析，建立了面向实用性的P-Ⅲ型分布All（1）模型并通过了检验。应用结果表明，所建立的模型较为满意。该模型可用于生成大量的年降雨量模拟序列作为地区干旱指标序列，从而可对所研究地区干旱特征量的频率特性进行估计，对已发生的历史干旱事件的重现期进行识别。图2，表2，参8。     

加权马尔可夫SCGM(1,1)c模型在农作物干旱受灾面积预测中的应用

灰色模型拟合时序数据的总体趋势,所得拟合精度指标是随机波动的,而马尔科夫链原理适合处理波动性大的系统过程,选用能更好解决随机波动性的加权马尔可夫链预测方法,提出一种用于农作物干旱受灾面积预测的加权马尔可夫SCGM(1,1)_c模型,适用时间短、数据量少且随机波动大的动态过程预测.以我国农作物干旱受灾面积预测为例,表明加权马尔可夫SCGM(1,1)_c模型对于农业旱灾预测具有较高的精度.     

耦合三角函数的灰色GM(1,1,T)模型及其应用

针对小样本序列的周期性波动特征,将三角函数引入灰色预测模型,提出了耦合结构的灰色GM(1,1,T)模型,该模型适用于既存在周期性又具有趋势性的复合型序列.基于最小二乘思想,探讨了模型参数估计的非线性优化问题,利用Levenberg-Marquardt算法进行求解,并给出了初始点选取的经验方法;通过数值实验验证了模型的适用性和参数估计方法的可行性;最后将该模型应用于河南省获嘉县、禹州市、偃师市的农业干旱预测,结果表明2016-2017年河南省土壤含水量呈现出区域性差异,与实际干旱情势比较吻合.     

含时间周期项的离散灰色DGM(1,1,T)模型及其应用

针对系统行为序列的周期性波动特征，将三角函数引入离散灰色预测模型，提出含时间周期项的离散灰色DGM（1，1，T）模型，其还原公式可表示为三角函数和指数函数的耦合形式，从而表明该模型适用于既存在周期性又具有趋势性的复合型序列.基于最小二乘思想，将DGM（1，1，T）模型的参数估计转化为非线性优化问题，并提出PSO-LM混合算法进行数值求解；通过数值实验对模型的适用范围和参数估计方法的有效性进行验证；最后将该模型应用于河南省安阳市、洛阳市、许昌市和商丘市的农业干旱预测，结果表明2019年四个地市的土壤湿度将呈现出下降态势.     

基于信息扩散技术的辽宁省农业旱灾风险评价

针对历史灾情资料缺乏,采用传统统计模型进行风险分析精度不高的缺陷,根据正态信息扩散原理,引入能够优化处理小样本和体现风险评估模糊不确定性的模糊风险计算模型,对辽宁省自20世纪90年代以来的旱灾受灾指数进行分析。计算结果表明:辽宁省的旱灾几乎年年发生,受损程度主要集中在20%~40%,受损10%以上旱灾发生概率为92.92%,结果符合实际。该方法简单易行,分析结果意义清楚,对防灾减灾具有一定的指导作用。     

长沙市旱涝灾害及其与粮食产量波动关系研究

利用长沙代表站的旱涝等级资料和长沙市历年的数据,建立了长沙市1900~2000年(101年)的旱涝等级序列。研究分析认为,在近100年中,长沙市涝灾比旱灾多19.80%;利用数理统计的方法,通过数学建模对长沙市粮食生产年景进行了划分。并研究了长沙市旱涝灾害与粮食产量波动的关系。图2,表5,参10。     

基于随机Petri网的多部门协同农业抗旱应急处置流程建模——以内蒙古巴彦淖尔市为例

随着全球气候变暖，干旱灾害发生频次和强度增加，严重威胁到农业生产。如何保证农业抗旱应急处置流程的顺畅高效，提高农业抗旱应急处置效率，是减少农业生产损失的关键。首先，从信息流的角度，基于OODA环分析了农业抗旱应急管理流程的各个阶段。针对农业旱灾及应急抗旱的特点，建立了多部门协同农业抗旱应急处置流程，基于随机Petri网构建了多部门协同农业抗旱应急处置流程仿真模型，通过同构马尔可夫链分析该系统性能，进一步提出关键环节及处置时间的确定方法。最后，以内蒙古巴彦淖尔市为例，分析农业抗旱应急处置流程的效率，确定关键环节及其处置时间。结果表明：① 本文提出的多部门协同农业抗旱应急处置流程可以缩短应急时间。以巴彦淖尔市2018年的抗旱应急为例，抗旱时间从半个多月缩短为约11.5天。在各环节中，信息发布是容易造成信息堵塞的环节，寻找应急水源是最耗时的环节。② 提高关键环节的应急处置效率，将进一步提高应急抗旱的效率。对抗旱应急总时间影响最大的启动应急预案是关键环节，将该环节的平均实施时间缩短为1/15天，可以将抗旱时间进一步缩短2.5天。     

玉米抗旱性评价指标的系统分析

对可用于玉米抗旱性评价的指标进行了系统研究,并借引了灰色关联度分析法进行了评价指标的筛选。研究结果表明:对于一个玉米品种进行抗旱性鉴定,不仅需进行多指标的重复测定,且需综合评定各生育时期的抗旱性。因而提出种子萌发胁迫指数、干旱后幼苗存活率、抗旱系数三位一体的初级鉴定指标,同时结合光合速率、ABA含量、NRase活性等次级鉴定指标的玉米抗旱性鉴定指标体系。表1,参28。     

基于佳点萤火虫算法与BP神经网络并行集成学习的旱情预测模型

针对传统BP神经网络在旱情预测的实际应用中随机初始权值和阈值导致网络学习速度慢、易陷入局部解以及计算精度低等缺陷,提出一种基于数论佳点集萤火虫(good point set glowworm swarm optimization,GPSGSO)算法与BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)并行集成学习算法(GPSGSO-BPNN)的旱情预测模型.首先,借鉴数论中佳点集理论构造初始均匀分布的萤火虫种群,并引入惯性权重函数动态修正移动步长,生成基于数论佳点集理论萤火虫算法,并从理论上分析算法的有效性;其次,将GPSGSO算法与BPNN相结合构建并行集成学习算法,实现两种算法的并行交互集成.最后,将并行集成学习算法应用于农业干旱灾害预测中,构建基于GPSGSO-BPNN并行集成学习算法的旱情预测模型.通过8个Benchmark函数验证了GPSGSO算法在收敛速度、计算精度及稳定性等方面的有效性.同时,以皖北农业干旱气象数据作为仿真数据,实验结果表明GPSGSO-BPNN算法在计算速度、精度及稳定性方面较传统BPNN、GSO-BPNN及GA-BPNN等算法有较明显的优势,提高了旱情等级预测的准确性.     

美国减轻农业旱灾的系统控制及其对我国的启事

美国面对农业资源环境退化和干旱日益严重的状况,在大量研究和实践的基础上,探索出了一条减轻旱灾及其影响的有效途径,使减灾模式从以往对干旱危机和灾后救助为主转变为强调干旱减灾准备和风险管理,通过全面减轻水资源需求压力,降低农业旱灾系统的脆弱性,实现了减灾目标。对其成功方面进行了总结论述,为我国旱灾减灾思路调整提供借鉴。参13。     

干旱期水安全风险评价与观控分析

针对干旱期水安全风险评价惯用的风险指数(DRI)计算中指标权重难以确定的问题,采用改进的熵权方法确定了计算DRI各指标项的权重;通常指标权重对DRI的计算影响较大,为更深入地探讨干旱期水安全风险变化特性,根据泛系观控理论研究了干旱期水安全评价各方案的风险及其比较收益,并从信息熵的角度以约束信息量对各方案的风险进行了定性及定量分析,在海河流域水安全风险评价应用表明,该方法揭示了干旱期水安全风险的内在规定性,可应用于水安全风险评价中,所得结果可为海河流域干旱期水安全风险管理提供决策参考.