干旱事件的过程化描述及其识别应对研究

发布时间：2020-06-27 12:50

【摘要】：干旱和水污染、河道洪水、城市内涝等一样,都属于水灾害事件中的一员。而干旱却有一个不同于其他水灾害的特点,即干旱的“识别”问题。水污染、河道洪水、城市内涝等水灾害事件相对而言都具有突发性,发生、发展过程十分迅速,最短在几分钟内就会形成灾害,这类水灾害事件具有不可测性和易分辨观察性。但是,干旱的发生是一个积累过程,速度非常缓慢,灾前也没有明显征兆,甚至直到灾害已经形成人们还未意识到一次干旱已经构成危害。因此,研究干旱发生、发展的过程化描述及干旱在线式识别具有重要的意义和应用价值。本文在指出现有干旱识别过程存在的弊端之上,描述了干旱事件发生、发展的过程化和识别机制,并通过在线式识别方法全程跟进干旱,基于知识可视化综合集成平台,系统实现干旱识别过程和应对过程。具体研究成果包括:(1)指出现有干旱识别流程的不足。现有的干旱识别流程首先将干旱分解并概念化,近些年来,人们普遍接受的四种干旱类型分别是气象干旱、农业干旱、水文干旱、社会经济干旱。在四种干旱类型的基础上,通过直接观察法和指标计算法静态单点式分类识别,整个过程中存在干旱识别的滞后、僵化、滚动性差三点不足之处。(2)提出干旱事件发生、发展的过程化及识别机制,并进行了描述。在现有干旱识别的基础上,放弃对干旱概念化分类识别的做法,从客观事件发生、发展、结束的角度出发,将干旱的积累效应和衰退效应看作物理过程,用过程化的描述将干旱事件细分为干旱积累期、爆发期、处置期、消退期四个阶段,并提出干旱的过程化识别需要识别机制,分为信息的采集获取、干早指标计算、动态在线识别、部门联动应对四个步骤,每个步骤之间联系紧密,共同推动干旱灾害的应急管理。(3)提出动态在线式干旱识别方法。干旱识别最主要的目的是对未来干旱趋势做出预测预警,目前现有的干旱识别大部分都是在干旱发生后才进行,有很大的滞后性,无法对干早起到预测预警的作用;同时,每一次识别在干旱过程中都是静态的,两次静态识别间复杂的中间过程难以得到真实反映。所以,本文提出分段式识别、嵌套式识别、滚动式识别三种方式,一方面,可以较为准确的识别当前干旱程度,另一方面,也可以对未来长中短期内的旱情趋势做出合理预测,并能实时修正预测结果,完成静态识别向动态识别的转变。(4)归纳过程化识别的应对办法。在线式识别可以覆盖干旱事件的全过程,即干旱发生前、发生时、发生后,相对应的干旱行动也应分为日常行动、应对行动、灾后行动三部分,将干旱事件的识别与应对紧密结合。(5)开发干旱事件应急应对服务系统。结合知识图技术、组件技术、“人机交互”技术等,在知识可视化综合集成平台的基础上,完成干旱事件应急应对服务系统的开发。将干旱事件过程流程化实现、干旱指标计算组件化实现、滚动识别“人机交互”实现,最后以一场典型干旱事件为例模拟仿真应用。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P426.616
【图文】：

发展过程,干旱事件

图 3-3 干旱发生、发展过程图Fig 3-3 Drought occurrence and development process map图 3-3 中横坐标为时间 t，根据干旱蠕变性的特征，单位可以是天、旬、月甚至是坐标为干旱程度 s，即干旱的等级，无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱。每一场干旱情况不尽相同，持续的时间和达到的干旱程度也不相同，所以不能将干旱事件的过定量表达。但是，从图中可以清楚地看到，一场干旱事件全过程可以分为产生过程过程两大部分，用过程化的描述能更好的反应每一次干旱事件，因此，按时间推移过程细分为干旱积累期、爆发期、处置期和消退期四个阶段。在四个阶段的每次识别环节里，仍采用前文选取的六种识别指标，如 Palmer 指然划分在气象干旱识别指标里，但是仍能用于计算识别水文干旱与农业干旱，所以用时摒弃干旱的类型划分，强调干旱的过程化。同理，其余的干旱指标在实际应用灵活使用，一旦干旱事件发生，涉及到哪一类指标则采用相应的指标加以计算。（1）干旱的积累期图 3-3 中，从干旱开始发生到时间节点 A 这一时间范围内，干旱已经开始缓慢积此期间，利用现有的识别方法计算后发现，干旱程度达不到启动应急响应的阈值范人类的生产生活未造成影响，或者造成的影响可以忽略不计，致使对这一时期的旱

对比图,干旱事件,过程化,对比图

图 3-6 干旱事件过程化对比图Fig 3-6 Drought event process comparison chart-6 中，绘制了三场以往发生过的干旱事件全过程，横坐标轴时间 t 单位旬、季、年。如图中干旱事件 1 是一场小型干旱，持续时间只有几个月场大型干旱，持续时间长达几年，两场干旱事件不同之处在于所达到的经历时长不同，但都经历了干旱积累、爆发、处置、消退四个阶段，在渡时间节点时，可以通过识别到的干旱等级变化、所采取的行动强度变范围变化三方面加以判断。

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