渭河流域气象与水文干旱时空演变特征

发布时间：2020-11-14 17:35

　　 由于气候变化以及人类活动的双重影响,渭河流域径流量、降雨量不断变化,流域内水资源紧缺,干旱频发,严重影响了渭河流域的可持续发展。分析渭河流域水文和气候干旱的时空变化规律,对于渭河流域的科学配置治理措施有重要意义。本文根据渭河流域2个水文站以及20个气象站50多年的水文资料、气象资料等进行研究,同时根据水文站点所在位置将渭河流域分为两部分集水区I(渭河干流流域和泾河流域)和集水区II(北洛河流域)。首先采用、小波分析、对渭河流域的水文及气象干旱时间变化进行系统分析,探讨其突变性、周期性、趋势性变化规律。接下来采用m-k趋势检验,对渭河流域年尺度和不同季节的气象干旱指数进行趋势检验,最后利用游程理论识别渭河流域主要干旱特征要素,基于此,建立水文干旱与气象干旱的响应关系,计算气象干旱相应于水文干旱的临界条件,并计算出水文干旱对应于气象干旱的时滞性。主要结论如下:(1)、1960-2013年渭河流域发生气象干旱的频率在50%以上。1975-1985年和1996-2006年气象干旱的频率比较高,强度大。集水区I在2000-2009年在时间段内中旱发生频率大约为20%,1970-1979年中旱发生频率大约15%1990-1999年间重旱频率为10%左右。集水区II,中旱以及重旱发生频率较高,1970-1979年中旱发生频率达45%。1990-1999年重旱发生频率为10%左右。渭河流域气象干旱存在着16-20年左右的主周期。(2)、在年尺度下渭河流域呈现东部地区湿润化,西部地区干旱化的明显趋势。1960-2013年渭河流域干旱发生的频率在48%~55%之间,研究区频率差在6%左右,SPI对干旱趋势变化的响应也高于SPEI。不同季节干旱化趋势不同。(3)、1960-2013年渭河流域发生水文干旱的频率在50%以上,极旱发生概率较小,一般不超过1%。渭河流域水文干旱具有干湿交替的特性,20世纪70年代和90年代水文干旱较严重,干旱的频率高,强度大。对于标准干旱指数(SDI),渭河流域处于正常-微旱水平。华县站SBI值突变分别发生在1972年、1982年和1995年左右,状头站SBI值突变分别发生在1971年、1984年和2000年左右。1970-1980年间华县站和状头站SBI值始终小于0且呈现出逐渐下降的趋势,渭河流域处于持续干旱状态且干旱情况不断加剧。华县站和状头站水文干旱存在着16年左右的主周期。(4)、随着干旱指数的计算尺度的增大,可识别的干旱次数越少,相应的每次干旱烈度加大。集水区II相对于集水区I最大干旱历时短,对应干旱烈度小。在1、3、6、12个月的计算尺度下,对集水区I,当气象干旱临界历时为2.60、2.033、5.12、0.53,临界烈度为1.35、2.74、1.59、5.44;对集水区II讲,气象干旱临界历时0.78、0.38、1.58、-0.07,临界烈度为1.37、0.10、-9.42、6.83。渭河流域水文干旱对气象干旱的响应在滞后3个月的时候最为敏感。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P426.616;P333
【部分图文】：

第二章 渭河流域概况及研究方法第二章 渭河流域概况及研究方法.1 渭河流域概况渭河全长 800 余公里，为黄河最大的一级支流，发源于甘肃省定西市渭源县，自东分别流经甘肃陇西、天水，以及陕西宝鸡、咸阳、渭南等地(张毅，2006)，最终南市潼关县汇入黄河。渭河支流主要有北洛河和泾河。渭河流域包括陕甘宁三省区地区，流域内环境复杂，北部为黄土高原，南部为秦岭山脉，总面积约 13.5 万2km 中陕西占 50%、甘肃占 44%，宁夏占 6%(陈鹏娟，2014)。渭河流域处于中国地理位中心区域，自古以来就是重要的交通要道，是通往西北西南地区的必经区域。

小波方差能够直观地表示气象要素序列的周期尺度，其极差越大，表示周期性越明。（4）干旱识别的游程理论游程理论(Yevjevich，1967)是目前被广泛用于干旱事件时序分析的一种手段。若干指数的时间变化序列为tx，给定一个确定的x来截取，当 在一个或多个连续的时段大于 时，则出现正游程;反之，当 在一个或多个连续的时段内小于 时，则出现负程(吴杰峰 等，2017)。一般来说，在研究干旱特性时，根据所选取的干旱指数确定 ，游程的长度通常被称为干旱历时(D)，代表干旱从开始到结束的时间长度;干旱烈度M)为负游程的总量，也被称为干旱严重程度，即在干旱历时内所有小于 累计值的总。干旱就有历时较长且发展过程缓慢的特性，一般来说，受临时性降水等不确定因素影响，在一场干旱的持续时期内可能会出现若干个“子干旱”，如图 2-2 所示。图中 M1’和 M1’’，表面上是两个相互关联且非独立的干旱事件，但实际上它们属于同一场干事件(冯平 等，1999)。这种情况下，干旱事件的历时和烈度为初始至末尾“子干旱历时与烈度之和，即 M1= M1’+ M1’’。根据以上方法对流域气象干旱特征和水文干旱特进行识别，在本文中选取干旱历时( )与干旱烈度(M)两个指标描述干旱事件特征。

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本文编号：2883757