径流调节下的水文干旱识别

疃癸然流域范围的水文干旱，很难满足生产实际的需要，实际应用中不仅需要研究天然来水需水的平衡和亏缺，还必须考虑供水系统的调节能力，针对具体的系统来识别干旱。探讨了径流调节情况下的水文干旱识别问题，对干旱的控制管理有一定的意义。     

干旱荒漠草原型流域水文干旱和气象干旱关系

为了合理评估干旱对荒漠草原流域的影响程度,准确判断气象干旱与水文干旱之间的传播特征,以艾不盖河流域作为典型研究区,基于1965—2021年共57年的月降水和径流资料,计算三种不同时间尺度的SPI和SRI,分析了气象干旱和水文干旱的演变过程、趋势特征及相关性。研究结果表明：应用标准化降水指数SPI和标准化径流指数SRI能够很好地反映气象干旱和水文干旱变化状况;SPI值和SRI值对降水量和径流量的敏感性随着时间尺度的增加而降低,时间尺度越大,发生高等级气象干旱事件和水文干旱事件的频数越高;发生气象干旱事件和水文干旱事件的趋势增强,且发生水文干旱的程度和可能性较气象干旱更重;时间尺度越大,水文干旱与气象干旱相关性越好,同时水文干旱要滞后于气象干旱,滞时为0—1月。研究结果为荒漠草原流域抗旱减灾提供了有效的理论支撑。     

怒江流域下游地区气象与水文干旱特征研究

以怒江下游勐波罗河流域为例, 利用周边气象站点年的月降水量、月气温和流域出口水文站月径流数据, 计算气象干旱指标标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和径流干旱指数(SDI), 分析该地区1966—2013年间不同参考期(12个月、6个月和3个月)的气象和水文干旱变化过程, 揭示流域水文干旱与气象干旱发生的关联。研究结果表明, 自21世纪初期以来, 流域各参考期干旱指数呈现减少趋势(干旱增加),尤其是SPEI-6M (参考期为6个月的 SPEI)和SPEI-3M (参考期为3个月的SPEI)。研究区气象与径流干旱均具有多尺度周期性特征: 在20世纪90年代中期之后, 25~30年大尺度周期的等值线中心逐渐下移, 时间尺度缩短为10~15年。进入21世纪以来, 径流干旱在25年以上的大尺度上演变为减弱的干旱期, 在10~15年中尺度上则处于由干旱向微湿润变化的过渡期。径流干旱与气象干旱关系密切, 通过气象干旱指数SPEI-6M, 可以较好地预测年径流干旱变化程度。     

基于GH Copula的韩江水文干旱联合概率分布研究

利用韩江流域水口站、溪口站、潮安站3个站1956-2011年的月径流数据,计算6个月尺度的径流干旱指数SDI作为水文干旱分析指标,并根据游程理论提取干旱历时和干旱程度2个变量的要素值,采用两变量联合概率分布方法对韩江流域的干旱特征进行分析。通过比较各分布的拟合指标优选P-III分布为干旱历时边缘分布,Weilbull分布作为干旱程度边缘分布。由GH Copula函数构造联合分布推求干旱历时和干旱程度的联合重现期和同现重现期的设计值。考虑干旱历时和干旱程度的不同组合,可以求得各干旱历时或干旱程度下的条件概率。计算结果表明,梅江流域遭遇干旱的风险较汀江以及韩江流域下游更大。     

珠江流域 1981-2020 年水文干旱时空特征分析

基于VIC模型和汇流模型生成的1981—2020年5 km×5 km网格模拟流量数据,构建了长历时、网格化的标准化径流干旱指数(SRDI),对珠江流域水文干旱时空演变特征进行了评估。结果表明：基于模拟流量构建的网格化SRDI能够较好地模拟珠江流域干旱时空演变过程;珠江流域水文干旱的时间演变特征明显,干旱集中发生在夏季,秋季可能发生大范围的水文干旱,季节尺度上一年四季均有可能发生极端干旱;珠江流域水文干旱在空间格局上呈现为自东向西由干旱高频区向干旱长历时、高烈度区过渡分布。     

基于Copula淮河流域水文干旱频率分析及影响研究

选用游程理论识别水文干旱特征变量,基于马尔科夫蒙特卡洛等方法选出最适合的概率分布函数,分析淮河流域干旱历时和干旱烈度的联合频率特征,并对引起水文干旱特征频率变化的原因及影响进行分析,研究结果表明:1)淮河干流上游的干旱次数大于干流中游,干流上游的干旱历时小于干旱中游。淮河支流的干旱次数和干旱历时介于干流上、中游之间,其中淮河南岸的史灌河流域干旱发生次数高于其他2条支流。淠史杭灌区水利工程等导致蒋家集的干旱历时和干旱烈度相关性较低。2)广义帕累托和广义极值分布函数是干旱历时和干旱烈度拟合最优单变量分布函数,Joe Copula是干旱特征拟合最优的多变量Copula函数。在重现期小于30a一遇的干旱历时从长到短依次呈现干流下游、支流、干旱上游,随着重现期的增加,淮河北岸阜阳的干旱历时增加趋势最显著,其次是蚌埠站和班台站。干旱烈度与流域面积呈显著负相关。3)干流站点的联合重现期要大于支流,支流站点在遭遇长干旱历时或强的干旱烈度的干旱事件的概率要大于干流。干流站点的同现重现期却小于支流站点,这反映了干流在遭遇长干旱历时且强干旱烈度的干旱事件的概率要大于支流,干流上游站点与干流下游站点存在同样的规律。     

基于水文模型和遥感的干旱评估和重建

为了描述干旱的空间及时间演进过程,并对比土壤水分干旱和植被干旱之间的异同,利用VIC(variable infiltration capacity)水文模型模拟的土壤水分数据及遥感的归一化植被指数(NDVI)产品,基于SAD(severity-area-duration)方法重建了Colorado流域2000—2008年的干旱事件,通过绘制SAD曲线分析了该流域的干旱特征,并比较了不同干旱指标的差异。结果表明:NDVI百分位数(NDVIP)和土壤水分百分位数(SMP)都可以用于重建Colorado流域的主要干旱事件,并描述对应干旱的特征;NDIVP监测的干旱事件持续时间小于SMP监测的结果。NDVIP具有反应干旱和湿润的能力,但其反映长期干旱的能力受植被生长周期的限制。     

区域供水系统供水短缺的风险分析

对区域供水系统供水短缺建立了风险分析模型，并以系统分析的思想为基础，从来水和用水的不确定性方面，利用优化调配数学模型和水资源系统模拟技术对供水系统的供水短缺风险进行了定量描述．在实例计算中，对一串联水库系统向一包含6个计算单元的用水区域的供水进行了风险分析．     

三江源区多尺度水文干旱特征及植被的响应

采用标准化降水指数SPI和遥感植被指数(NDVI、EVI)量化1961—2018年三江源区的生长季植被和水文干旱的演化特性,基于Mann-Kendall趋势检验法分析了三江源区1961—2018年干旱与植被的时空演变趋势,并基于斯皮尔曼等级相关系数进行了不同干旱变量与植被指数的相关性分析。结果表明： 三江源区季度干旱事件发生于1963年、1966年、1984年、1992年、2000年和2017年;春季有显著湿润化现象（平均趋势特征值Z=228）,秋季澜沧江源和长江源中部有不显著干旱威胁;5月黄河源以北地区有显著植被增加趋势,9月长江源中部与澜沧江源有不显著植被退化趋势,2000—2018年植被变化趋势是北部强于南部、西部强于东部;21世纪以来,干旱事件与植被有一定的响应关系,SPI3与植被指数显著正相关。     

基于河流出水量的区域水文干旱特征及其水文频率分析——以黔中水利枢纽工程区为例

为了加强区域水文干旱预测预报系统,对区域水文干旱特征变化规律作进一步分析,基于河流出水量这一视角,以黔中水利工程区1960—2016年的逐月径流数据为基础,通过河流出水量估算,采用径流距平百分率及P-Ⅲ(PearsonⅢ)型曲线、适线法等水文频率分析法进行水文干旱特征研究。结果表明:近57年来,黔中水利工程区河流年出水量波动较大,1989年达到历史极低值,出水量总体呈递减趋势;水文干旱主要发生于黔中地区的中部区域,进入21世纪之后区域水文干旱发生得较为频繁,主要以中旱为主,各干旱程度的频率趋势依次为:轻旱中旱重旱特旱;根据P-Ⅲ型水文频率数学模型,河流出水量最小1个月低于52.70 m~3/s,最小3个月低于169.36 m~3/s,最小5个月低于313.90 m~3/s,最小7个月低于543.48 m~3/s时区域内发生20年一遇(P=95%)的水文干旱。     

基于VIC模型的拉萨河流域分布式水文模拟

通过构建大尺度分布式VIC(variable infiltration capacity)模型,对拉萨河流域的水文过程进行了模拟,并以拉萨水文站为控制站点对模型进行率定和验证.结果表明:日尺度上,率定期和验证期的Nash-Suttcliffe效率系数(ENS)、确定性系数(R2)、相关性系数(r)基本都在0.80以上;月尺度上,3个指标达0.90以上;空间上,网格水量相对误差都小于1%.表明VIC模型能够较好地应用于拉萨河流域,适用性较好.VIC模型的构建,为研究气候变化对拉萨河流域水循环的影响奠定了基础.     

室内热水管网环状供水方式的探讨

本文通过分析现有热水供应管网的供水方式,提出了一种新型的室内热水管网环状供水方式及其计算方法。通过实例分析表明,采用这种新型的环状供水方式,能提高供水的可靠性,改善管网的水力条件,並可节省管网基建投资20～25％,降低热损失10～15％。     

基于DEM的分布式水文模型前处理程序开发及应用

作为水文模型不可或缺的一部分,前处理工作的质量在很大程度上影响着水文模型的模拟效果.为了简化前处理工作步骤,提高执行效率,本文开发了一个能够独立运行并具有可视化界面的水文模型预处理程序.该程序能够对数字高程模型(DEM)数据进行河网提取、子流域划分等工作,其特色在于:基于图论编写了无需填洼的水流方向确定算法;提出了"树叶裁剪法"的子流域划分方法;集成了自下而上的汇流顺序演算算法.将该程序应用于拉萨河流域,取得了较好的效果,为分布式水文模型的开发奠定了基础.     

水文频率计算中统计参数的不确定性

采用资源生成的方法,在指定总体为Γ分布的情况下,模拟多个水文系列,用优选搜索法,计算系列长度为２０、５０和１００时的统计参数。分析结果表明,在同一条件下,统计参数有一定的变化幅度,即表现出它们的不确定性程度。实际工作中,所掌握的仅是较短期的水文系列,含有较大的不确定性,对系列的代表性分析和结果的合理性检查,十分重要。     

1961—2010年中国旱灾时空分布特征研究

采用《中国统计年鉴》和中国农业灾情数据库中的统计资料,重建了1961—2010年中国旱灾的时空分布特征．通过对旱灾时间分布特征的研究结果表明,近50年我国的干旱化程度呈上升趋势．干旱的时间分布存在几个明显的高值区和低值区,旱灾严重年份大多分布在高值区内,旱灾较轻年份大多分布在低值区内．对旱灾空间分布特征的研究结果表明,中国旱灾的空间格局存在东西分异,且以东部型为主．旱灾在不同省（市、区）的分布有很大的差异,山西、河北、内蒙古、山东等省份的旱情比较严重．另外,中国各区域旱灾的季节分布差异也很大,东北、华北和西北地区多发生春、夏旱,长江中下游地区多发生夏、秋旱,华南和西南地区多发生冬春连旱,青藏高原地区的干旱主要发生在5—7月和10月．     

供水管网震害预测

根据历史震害资料，分析了供水管道震害特点，提出供水管道震害划分标准，给出供水管道震害预测模型，并对供水网络进行震害分析。     

油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒开花结果的影响

以辣椒品种湘研6号为材料,研究了干旱胁迫下0.05mg/L的油菜素内酯(BR)对辣椒开花结果的影响。结果表明,BR处理促进了正常生长条件下辣椒的开花和花粉在柱头上的萌发率,增加了辣椒的结果及产量;干旱胁迫导致辣椒开花数的下降和落花率的增加,显著抑制了花粉活力和花粉在柱头上的萌发率,引起结实数的下降和落果率的上升,最终降低了其产量;BR则显著促进了干旱胁迫下辣椒的开花、花粉活力以及花粉在柱头上的萌发率,有利于干旱胁迫下辣椒总产量、单果重和千粒重的增加,减缓了干旱胁迫对辣椒开花结果的抑制作用。     

矿井突水量预测的数学模型

本文应用查德(L.A.Zadch)于1978年提出的可能性理论进行矿井突水量预测,介绍了突水量预测的原理和方法,根据焦作矿区17个突水点资料建立了矿井突水量预测的数学模型。最后,以焦作矿区6个回采工作面突水点为实例进行了预测应用,图3,表9,参2。     

大豆超氧化物岐化酶(SOD)活性与其抗旱性关系研究

本试验选用抗旱性不同的大豆品种,运用盆栽的方法,研究了叶片超氧化物岐化酶(SOD)与其抗旱性关系,指出植株遇旱SOD活性增强,且以抗旱性强的品种增加幅度较大。在整个生育期间,以植株生长最旺盛的盛花期SOD活性最高。通过研究其与叶片相对电导率的关系,发现该酶能够维持细胞膜系统的完整性,有利于植株逆境条件下的生长。     

干旱胁迫对胡麻游离脯氨酸累积的影响

用PEG－6000高渗溶液模拟干旱胁迫，研究了干旱胁迫对胡麻累积游离脯氨酸的影响实验结果表明，在相同时间内，干旱胁迫强度越大累积游离脯氨酸量越多；在胁迫强度相同条件下的一定范围内，随着处理时间的延长累积游离脯氨酸量越来越多；最多累积量为对照的11．5倍这一结果与前人在小麦、水稻、高粱等作物上所得结果一致，证明游离脯氨酸是胡麻幼苗的渗透调节物质，累积游离脯氨酸是胡麻幼苗对干旱环境的适应性表现．