多干旱类型视角下的黄河流域干旱时空演变特征研究
发布时间：2022-05-10 20:23
干旱是一个反复出现的极端气候现象,给全球各个国家和地区的生态环境、农业生产、水资源供给、社会经济发展等均造成了不同程度的危害。干旱的发生比较复杂,涉及到气象、农业、水文、社会经济等诸多方面,并且严重威胁着人类的生存环境、社会稳定与可持续发展。黄河流域是我国众多的流域中受干旱影响最为严重的地区,流域内气象、农业、水文干旱灾害频繁,不同类型干旱发生的时间和机理也不同并且又相互影响。研究多干旱类型视角下的黄河流域干旱时空演变特征有助于全面地揭示干旱的特点并深刻地认识干旱现象,也可为指导流域制定防旱抗旱措施与合理规划利用水资源提供科学借鉴。此外,黄河流域干旱呈现出的频发态势导致流域内农作物减产、居民生活与工业用水困难、生态环境退化等,因此开展变化环境下的黄河流域干旱演变规律研究已迫在眉睫。本文针对黄河流域干旱日趋严重的问题,以多源数据为基础,从多干旱类型的角度出发详细研究了黄河流域的气象、农业、水文、地下水干旱时空演变特征,识别了网格化的干旱趋势特征,构建了干旱历时-强度-重现期曲线,阐明了气象干旱到其它类型干旱的传递规律,探讨了干旱的主要驱动因素,并揭示了遥相关因素对干旱产生的影响,主要工作...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 气象干旱研究进展
1.2.2 农业干旱研究进展
1.2.3 水文干旱研究进展
1.2.4 地下水干旱研究进展
1.2.5 存在的主要问题
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 研究区基本概况及资料
2.1 研究区域概况
2.1.1 地形地貌
2.1.2 气候特征
2.1.3 水文特征
2.2 数据及处理
2.2.1 气象数据
2.2.2 水文数据
2.2.3 多源遥感数据
2.2.4 遥相关数据
2.3 研究方法
2.3.1 干旱指数
2.3.2 极点对称模态分解方法ESMD
2.3.3 B-G分割算法
2.3.4 网格化趋势检验法
2.3.5 技巧评分SS
2.3.6 交叉小波分析
2.3.7 干旱特征识别
2.4 本章小结
3 基于标准化降水蒸散指数的气象干旱研究
3.1 多时间尺度特征
3.2 基于ESMD的气象干旱周期特征与趋势分解
3.3 气象干旱的空间分布
3.4 网格化气象干旱趋势特征
3.5 基于Copula的气象干旱历时-强度-重现期曲线
3.5.1 边缘分布函数与Copula模型
3.5.2 历时-强度-重现期曲线
3.6 气象干旱阶段特征
3.7 本章小结
4 基于遥感的农业干旱研究
4.1 NDVI与 LST时间序列的重构
4.2 农业干旱的时空演变特征
4.2.1 时间演变特征
4.2.2 空间分布特征
4.3 网格化农业干旱趋势特征
4.4 农业干旱指数的适用性分析
4.5 本章小结
5 基于地表径流的水文干旱研究
5.1 时间演变特征
5.2 基于Copula的水文干旱历时-强度-重现期曲线
5.2.1 边缘分布函数与Copula模型
5.2.2 历时-强度-重现期曲线
5.3 水文与气象干旱的关系
5.4 水文干旱的传递特征
5.5 水文干旱阶段特征
5.6 本章小结
6 基于GRACE的地下水干旱研究
6.1 GRACE与 GDI的可靠性评估
6.1.1 GRACE验证
6.1.2 GDI验证
6.2 地下水干旱的时空演变特征
6.2.1 时间演变特征
6.2.2 空间分布特征
6.3 网格化地下水干旱趋势特征
6.4 基于Copula的地下水干旱历时-强度-重现期曲线
6.4.1 边缘分布函数与Copula模型
6.4.2 历时-强度-重现期曲线
6.5 地下水干旱阶段特征
6.6 本章小结
7 多干旱类型的关系及影响因素研究
7.1 气象干旱到不同类型干旱的传递
7.1.1 气象干旱到农业干旱的传递
7.1.2 气象干旱到水文干旱的传递
7.1.3 气象干旱到地下水干旱的传递
7.2 气候变化与人类活动对干旱的影响分析
7.2.1 气候变化对干旱的影响
7.2.2 人类活动对干旱的影响
7.3 遥相关因素对干旱的影响分析
7.3.1 遥相关因素对气象干旱的影响
7.3.2 遥相关因素对农业干旱的影响
7.3.3 遥相关因素对水文干旱的影响
7.3.4 遥相关因素对地下水干旱的影响
7.4 优势与不确定性分析
7.5 本章小结
8 结论与展望
8.1 主要研究结论
8.2 主要创新点
8.3 展望
参考文献
个人简历、在校期间发表的学术论文与科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河流域干旱时空演变的空间格局研究[J]. 周帅,王义民,畅建霞,郭爱军,李紫妍. 水利学报. 2019(10)
[2]不同Mascon模型解比较分析[J]. 郭飞霄,孙中苗,任飞龙,肖云. 大地测量与地球动力学. 2019(10)
[3]Copula函数在水文多变量分析计算中的问题[J]. 宋松柏. 人民黄河. 2019(10)
[4]全球干旱区分布特征及成因机制研究进展[J]. 闫昕旸,张强,闫晓敏,王胜,任雪塬,赵福年. 地球科学进展. 2019(08)
[5]基于SPEI的1981—2017年中国北方地区干旱时空分布特征[J]. 史尚渝,王飞,金凯,丁文斌. 干旱地区农业研究. 2019(04)
[6]基于SPEI的贵州省分区干旱时空演变特征[J]. 王盈盈,王志良,张泽中,李艳玲. 灌溉排水学报. 2019(06)
[7]标准化地下水指数法分析黑河中游地下水时空演变规律[J]. 艾启阳,粟晓玲,张更喜,牛纪苹. 农业工程学报. 2019(10)
[8]基于多种干旱指数的长江中下游五省干旱监测与对比[J]. 王思琪,张翔,陈能成,周家香,胡楚丽,彭小婷. 干旱气象. 2019(02)
[9]利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性[J]. 姚朝龙,李琼,罗志才,王长委,张瑞,周波阳. 地球物理学报. 2019(03)
[10]变化环境下时变标准化径流指数的构建与应用[J]. 李敏,李建柱,冯平,陈亮. 水利学报. 2018(11)
博士论文
[1]黄土高原陆地水储量变化归因分析及区域尺度地下水补给[D]. 吴奇凡.西北农林科技大学 2019
[2]气候和土地利用变化下流域干旱评估—传播—驱动—预测研究[D]. 黎云云.西安理工大学 2018
[3]气候变化背景下赣江流域骤发干旱研究[D]. 张余庆.南京信息工程大学 2017
硕士论文
[1]气象干旱向水文干旱传播的动态变化及其驱动力研究[D]. 马岚.西安理工大学 2019
[2]渭河流域气象与水文干旱时空演变特征[D]. 孙洋洋.西北农林科技大学 2018
[3]基于GRACE和GLDAS数据监测2003-2013年淮河流域水储量变化[D]. 肖慧.江苏师范大学 2018
[4]黄河流域干旱特征及抗旱能力研究[D]. 任怡.西安理工大学 2017
[5]水文干旱对气象干旱的响应及大型水库的影响[D]. 吴杰峰.福建师范大学 2017
[6]基于ESMD方法的模态统计特征研究[D]. 房贤水.青岛理工大学 2015
[7]黄河流域多时空尺度干旱演变规律研究[D]. 方宏阳.河北工程大学 2014
本文编号：3652635
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 气象干旱研究进展
1.2.2 农业干旱研究进展
1.2.3 水文干旱研究进展
1.2.4 地下水干旱研究进展
1.2.5 存在的主要问题
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 研究区基本概况及资料
2.1 研究区域概况
2.1.1 地形地貌
2.1.2 气候特征
2.1.3 水文特征
2.2 数据及处理
2.2.1 气象数据
2.2.2 水文数据
2.2.3 多源遥感数据
2.2.4 遥相关数据
2.3 研究方法
2.3.1 干旱指数
2.3.2 极点对称模态分解方法ESMD
2.3.3 B-G分割算法
2.3.4 网格化趋势检验法
2.3.5 技巧评分SS
2.3.6 交叉小波分析
2.3.7 干旱特征识别
2.4 本章小结
3 基于标准化降水蒸散指数的气象干旱研究
3.1 多时间尺度特征
3.2 基于ESMD的气象干旱周期特征与趋势分解
3.3 气象干旱的空间分布
3.4 网格化气象干旱趋势特征
3.5 基于Copula的气象干旱历时-强度-重现期曲线
3.5.1 边缘分布函数与Copula模型
3.5.2 历时-强度-重现期曲线
3.6 气象干旱阶段特征
3.7 本章小结
4 基于遥感的农业干旱研究
4.1 NDVI与 LST时间序列的重构
4.2 农业干旱的时空演变特征
4.2.1 时间演变特征
4.2.2 空间分布特征
4.3 网格化农业干旱趋势特征
4.4 农业干旱指数的适用性分析
4.5 本章小结
5 基于地表径流的水文干旱研究
5.1 时间演变特征
5.2 基于Copula的水文干旱历时-强度-重现期曲线
5.2.1 边缘分布函数与Copula模型
5.2.2 历时-强度-重现期曲线
5.3 水文与气象干旱的关系
5.4 水文干旱的传递特征
5.5 水文干旱阶段特征
5.6 本章小结
6 基于GRACE的地下水干旱研究
6.1 GRACE与 GDI的可靠性评估
6.1.1 GRACE验证
6.1.2 GDI验证
6.2 地下水干旱的时空演变特征
6.2.1 时间演变特征
6.2.2 空间分布特征
6.3 网格化地下水干旱趋势特征
6.4 基于Copula的地下水干旱历时-强度-重现期曲线
6.4.1 边缘分布函数与Copula模型
6.4.2 历时-强度-重现期曲线
6.5 地下水干旱阶段特征
6.6 本章小结
7 多干旱类型的关系及影响因素研究
7.1 气象干旱到不同类型干旱的传递
7.1.1 气象干旱到农业干旱的传递
7.1.2 气象干旱到水文干旱的传递
7.1.3 气象干旱到地下水干旱的传递
7.2 气候变化与人类活动对干旱的影响分析
7.2.1 气候变化对干旱的影响
7.2.2 人类活动对干旱的影响
7.3 遥相关因素对干旱的影响分析
7.3.1 遥相关因素对气象干旱的影响
7.3.2 遥相关因素对农业干旱的影响
7.3.3 遥相关因素对水文干旱的影响
7.3.4 遥相关因素对地下水干旱的影响
7.4 优势与不确定性分析
7.5 本章小结
8 结论与展望
8.1 主要研究结论
8.2 主要创新点
8.3 展望
参考文献
个人简历、在校期间发表的学术论文与科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河流域干旱时空演变的空间格局研究[J]. 周帅,王义民,畅建霞,郭爱军,李紫妍. 水利学报. 2019(10)
[2]不同Mascon模型解比较分析[J]. 郭飞霄,孙中苗,任飞龙,肖云. 大地测量与地球动力学. 2019(10)
[3]Copula函数在水文多变量分析计算中的问题[J]. 宋松柏. 人民黄河. 2019(10)
[4]全球干旱区分布特征及成因机制研究进展[J]. 闫昕旸,张强,闫晓敏,王胜,任雪塬,赵福年. 地球科学进展. 2019(08)
[5]基于SPEI的1981—2017年中国北方地区干旱时空分布特征[J]. 史尚渝,王飞,金凯,丁文斌. 干旱地区农业研究. 2019(04)
[6]基于SPEI的贵州省分区干旱时空演变特征[J]. 王盈盈,王志良,张泽中,李艳玲. 灌溉排水学报. 2019(06)
[7]标准化地下水指数法分析黑河中游地下水时空演变规律[J]. 艾启阳,粟晓玲,张更喜,牛纪苹. 农业工程学报. 2019(10)
[8]基于多种干旱指数的长江中下游五省干旱监测与对比[J]. 王思琪,张翔,陈能成,周家香,胡楚丽,彭小婷. 干旱气象. 2019(02)
[9]利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性[J]. 姚朝龙,李琼,罗志才,王长委,张瑞,周波阳. 地球物理学报. 2019(03)
[10]变化环境下时变标准化径流指数的构建与应用[J]. 李敏,李建柱,冯平,陈亮. 水利学报. 2018(11)
博士论文
[1]黄土高原陆地水储量变化归因分析及区域尺度地下水补给[D]. 吴奇凡.西北农林科技大学 2019
[2]气候和土地利用变化下流域干旱评估—传播—驱动—预测研究[D]. 黎云云.西安理工大学 2018
[3]气候变化背景下赣江流域骤发干旱研究[D]. 张余庆.南京信息工程大学 2017
硕士论文
[1]气象干旱向水文干旱传播的动态变化及其驱动力研究[D]. 马岚.西安理工大学 2019
[2]渭河流域气象与水文干旱时空演变特征[D]. 孙洋洋.西北农林科技大学 2018
[3]基于GRACE和GLDAS数据监测2003-2013年淮河流域水储量变化[D]. 肖慧.江苏师范大学 2018
[4]黄河流域干旱特征及抗旱能力研究[D]. 任怡.西安理工大学 2017
[5]水文干旱对气象干旱的响应及大型水库的影响[D]. 吴杰峰.福建师范大学 2017
[6]基于ESMD方法的模态统计特征研究[D]. 房贤水.青岛理工大学 2015
[7]黄河流域多时空尺度干旱演变规律研究[D]. 方宏阳.河北工程大学 2014
本文编号：3652635
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3652635.html
