基于级联效应的水库调度决策多维综合评估

水库防洪、兴利调度的核心为水库水位的科学控制。受复杂现实环境因素影响，如应急突发事件、水资源供需不确定性等，实际调度过程中各时段水库水位往往偏离初始优化路径，进而影响后续调度决策以及防洪、兴利效益目标，即水库水位控制决策受扰动后的级联效应现象。文中提出考虑影响持续性、全局损失性以及系统失效性3个方面的水库调度决策级联效应评估指标体系，以此为基础，采用TOPSIS方法量化月尺度水库调度决策级联效应，应用K-means算法划分级联效应强度等级，并在泾河流域东庄水库供水调度中进行应用。结果表明：1)相对于影响持续性指标与系统失效性指标，全局损失性指标对东庄水库调度决策的变化更加敏感，其中在枯水期尤为显著；2)水库调度决策扰动产生的综合级联效应在10月份最为显著，5—7月份相对较弱，重点管控10月水库水位有利于避免水库水位偏离初始优化路径时大规模负向级联效应的产生。     

东江流域干旱等级演变及主要因子影响

选用1956～2009年降水、气温、径流、水库出入流和社会经济用水的月系列资料,基于标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SSI),分别评估东江流域气象干旱和水文干旱的等级分布。通过对比它们之间的干旱等级变化,分析干旱演变特征及降水、潜在蒸散发、下垫面、水库径流调节作用、社会经济耗水对流域干旱等级的影响,为流域抗旱减灾的水资源管理决策提供科学依据。结果显示:(1)气象干旱和水文干旱均主要表现为春旱(1～3月)和冬旱(10～12月),这与流域降水年内分配特征一致;(2)考虑降水和潜在蒸散发共同作用与单一考虑降水影响比较,更多的气象干旱其等级在冬季上升,春季则下降,这与流域气温年内变化规律一致;(3)气象干旱向水文干旱传递过程中,更多的干旱其等级在冬季下降,春季则上升,且存在跨多个干旱等级的跳跃变化,这与流域下垫面在产汇流过程的延滞作用有关;(4)水库径流调节作用显著降低了水文干旱等级,社会经济用水则导致水文干旱等级上升,但水库径流调节作用对东江流域水文干旱的影响更为显著。     

云南干旱的气候特征及变化趋势研究

以Thornthwaite水分平衡干燥度指数为主和自定义的反映短期降水有效性和异常性特征的有效降水指数为辅构建单站干旱综合指数,并定义了定量描述云南省受旱程度的干旱面积指数和干旱强度指数。采用变率和变差系数作为长期气候特征的定量指标,用云南省1959-2005年的资料,分1-3月、4-6月上旬、6-8月、9-10月、11-12月5个时段对云南省的干旱气候特征及变化趋势进行定量分析研究。结果表明：云南1-3月干旱最严重,平均每年有约2/3的土地受旱;其次是11-12月,有约50%的土地受旱;再次是4-6月上旬,有22%的土地受旱;9-10月干旱较轻,有约5%的土地受旱;6-8月平均受旱面积不到1%,基本不受干旱的影响。云南4-6月上旬和9-10月这两个时段干旱有发展加重的气候变化趋势,且9-10月加重的趋势更明显;1-3月干旱有减轻的趋势;11-12月和6-8月干旱变化趋势不明显。     

干旱指标及其在新疆阿勒泰地区干旱监测分析中的应用

干旱是限制新疆阿勒泰地区农牧业生产可持续发展最主要的自然灾害之一,研究适合该区的干旱指标,是进行有效干旱监测的基础。采用新疆阿勒泰地区7个气象站1961-2008年4-10月月平均气温、降水量资料,首先通过Thomthwaite方法计算潜在蒸发量确定K干旱指数,然后对R指数、Z指数、K指数3种干旱指标进行了分析,结果表明,在监测诊断干旱轻重程度上,K指数能较客观地反映出干旱程度,R指数和Z指数监测干旱程度较轻。在此基础上,基于K指数建立的阿勒泰地区干旱监测评价的强度指数和面积指数,对该地区近48年来干旱的变化进行了分析,表明该地区干旱灾害主要集中在春夏季节,春夏连旱几率较高,强度较大;该地区干旱灾害具有阶段性特征,近年来干旱发生的频次有增多的趋势,其中秋季干旱相对较为明显。     

基于游程理论和Copula函数的辽宁省农业气象干旱特征研究

基于辽宁省近30年的气象站点逐月气候数据,计算SPEI-3指数作为农业气象干旱指标,利用游程理论对辽宁省的干旱特征变量进行识别,使用Copula函数同时从站点尺度和区域尺度对辽宁省干旱特征的联合分布和重现期进行了分析。结果表明:Frank-Copula函数对辽宁省农业气象干旱特征变量联合分布特征模拟效果最好;在相同干旱历时和干旱强度的条件下,各站点的联合重现期比单变量重现期小。干旱事件多集中在干旱历时小于4个月,干旱强度小于3的情况下发生;辽宁省不同干旱类型发生概率由高到低的排序为:季内中旱、跨季中旱、月内轻旱、半年以上重旱、月内中旱、季内轻旱。其中在季内中旱、月内轻旱和月内中旱的情况下,辽西地区发生干旱的概率最高;当干旱历时保持一致,随着干旱强度的增加,其最大最小联合重现期有明显增大的趋势;而当干旱强度保持一致,随着干旱历时的增加,不同干旱等级下联合重现期的变化规律不一致。     

1989年世界一些地区和我国主要气象灾害

干旱▲1988年经历特大旱灾的美国一些主要产麦区干旱持续到1989年初春。波士顿雪量之少为近百年来所少见。为马萨诸塞州大部地区提供用水的阔宾水库水位已近16年来最低,44个城镇用水处于紧急状态。▲1988年至1989年初春,地中海北岸的意大利出现百年未遇的大旱。热那亚海湾的海平面已下降36cm,为近80年来的最低点。撒丁岛近一年滴雨未落。     

中国水库溃坝空间特征分析

水库溃坝受到多种不确定因素的影响,对已溃水库数据资料进行深入分析和凝练,可提高对水库溃坝事故的规律性认识,为我国水库安全管理工作提供技术支持。依据我国各省级行政区（香港、澳门、台湾未统计）历年已溃水库的数据资料,选用年平均溃坝率作为基本指标分析水库溃坝事故的空间分布特征,采用气候状态图对引发水库年平均溃坝率高的气候特征进行了初步研究。结果表明：沿着400mm年降水量线以北及其附近区域年平均溃坝率明显高于该降水量线以南地区;在经历了长时间干旱后的大量降水会增加水库安全事故的发生率;与气候湿润、降水充沛的地区相比,降水量偏少,汛期偏旱地区的水库溃坝率并不低;气温的大幅变化是促使水库发生溃坝的重要因素。     

基于可变模糊算法的塔里木河流域干旱风险评价

采用级差加权法确定了4种干旱指标的权重系数,分析了不同干旱指标对干旱的贡献,同时运用可变模糊法评价了塔河流域各县市的干旱等级并分析了塔河流域的干旱时空演变特征。研究结果表明:(1)级差加权法确定的干旱指标权重系数中综合减产成数的权重系数最大,秋季降水距平权重最小。巴州地区的农业生产受春旱影响最大,和田地区夏旱对农业生产影响最大,塔河流域西南部克州地区、阿克苏地区秋旱对农业生产影响大。(2)天山南坡地区各县市轻度干旱、中度干旱发生频率高,巴州地区特大干旱发生频率高,但阿克苏地区重度干旱和特大干旱发生频率低;昆仑山北坡县市干旱程度变化恰好与天山南坡各县市变化相反。     

基于多源指标信息的黄河流域干旱特征对比分析

为充分考虑水库调蓄和地下水对干旱的影响,本文基于降水量、径流量和水库蓄水量等数据,采用修正的地表水分供应指数(WSI)对黄河流域2000~2013的干旱特征进行了评估,对比了多源指标信息对黄河流域干旱的表征能力。结果表明:2000~2013年,黄河上游源区段WSI由干旱逐渐转为正常偏湿润,黄河中下游均由正常转为轻中干旱,其中三门峡以下段变干旱趋势最为明显。对比发现,WSI对于近年来黄河流域实际干旱情况表征效果较好。     

基于月尺度马尔科夫模型的塔河流域洪旱灾害研究

基于月尺度马尔科夫链模型,系统研究了塔河流域各洪旱状态之间的转移概率、期望停留时间和平均首达时间,在此基础上,预测了未来该流域洪旱灾害状态发生的概率风险。研究表明:(1)塔河流域丰水月和枯水月变化显著,其中,阿拉尔4-9月份枯水发生平均概率最高,大山口枯水发生概率最低;(2)塔河流域10月至次年3月连续枯水频率最高,而开都河流域连续丰水事件发生频率最高,表明该流域有较大的大旱或大涝风险;(3)丰水事件重现期低值主要集中在开都河和阿克苏河,而和田河和叶尔羌河丰水事件重现期较高;(4)塔河流域4-5月份干旱影响较大,加剧了塔河流域的水资源短缺问题。     

厄尔尼诺事件对黑龙江省春夏季降水的影响

利用实际监测资料,分析了40年中厄尔尼诺(Elnino)现象与黑龙江省降水距平之间的时空变化关系.结果发现,厄尔尼诺现象发生的当年及前一年,黑龙江省以春季4-6月份少雨干旱与夏秋季7,8月份(除厄尔尼诺年前一年的8月份外)多雨洪涝为主要气候特征;在厄尔尼诺年的下一年,春季4,6月份与秋季8,9月份一般具有少雨干旱的趋势.     

长江三峡库区滑坡变形统计特征研究

三峡库区受到蓄水影响的滑坡众多,其对库区人民生命财产构成严重威胁。该文通过统计得出,从2003年6月10日蓄水以来,2 619个涉水滑坡中有674个出现变形或失稳。经过分析得出:(1)三峡库区滑坡75.5%的变形发生在分阶段蓄水周期内,54.3%的变形发生在三个初次升降周期内;在分阶段蓄水期内64.1%滑坡变形发生在库水上升及稳定阶段;在正常运营周期内,75.7%滑坡变形发生在库水下降及稳定阶段。(2)滑坡变形与库水位变动过程具有明显的相关性,但在库水循环变动作用下滑坡变形数量及变形程度呈现逐年减少变缓的趋势。(3)滑坡变形动态因素为库水位升降与降雨,内在因素主要受斜坡结构、滑面形态、涉水程度、渗透特性的影响。     

陕西省关中,陕南地区初夏干旱特点及预测研究

应用1958～1995年38a6月份陕西省关中、陕南地区24站的降水资料，研究了关中、陕南6月份的降水特点；选取其中12站作为资料站，计算出关中、陕南6月份的降水指数f,研究了关中、陕南初夏（6月份）的干旱特点；就初夏干旱发生的高空500hPa环流形势与历年平均状况进行了对比分析，并对初夏干旱作了预测。     

用马尔可夫链模型预测宁南山区旱情

宁南山区干旱频繁,严重影响农业生产。根据固原气象站35年(1957～1991)雨量资料,应用马尔可失链模型预测了该区1992～1996年的雨量与旱情趋势。结果表明,今后五年将出现三年春夏旱、二年正常,秋季有四年正常、一年多雨;预测的1992年4～6月和6～9月的干旱等级值与实际完全相符。该模型预测结果有较高可信度,对该区农业生产有参考价值。     

陕西关中近40年春季旱涝分析

对关中近４０ａ６站３～４月降水量进行了标准旱涝等级分析和谐波分析，得出风调雨顺年份少，旱涝年份多，有２～３ａ及２０ａ的显著周期。研究发现埃尔尼诺、太阳黑子相对数、西太平洋副高综合指数与旱涝变化规律有很好的对应关系，并有很高的相关系数。     

2008-2009年中国北方干旱遥感动态监测

干旱是威胁我国及世界农业发展的自然灾害之一,利用遥感技术进行干旱监测与评估已成为一种重要而有效的手段。2008年10月至2009年2月,我国北方地区出现了大面积的持续干旱,给冬小麦的生长造成了严重的影响。基于2000年至2009年Terra卫星MODIS传感器8天合成的地表反射率数据,结合地面实测土壤水分和实地调研数据,利用距平植被指数(AVI)和距平水分指数(AWI)对我国北方冬小麦主产区的干旱程度进行了分级,对干旱的发生、发展和时空变化情况进行了连续监测,得到了该时期的旱情分布结果:2008年10月份以后旱情逐渐加重,2009年1月下旬各地旱情达到了最严重的程度。研究表明,AWI对干旱的反应比AVI敏感而且准确。     

华北雨季不同时段严重旱涝特征的诊断研究

利用华北平原地区的１３个站点,４５年（１９５１～１９９５）的降水资料,对夏季４个时段（６月、７月、８月、４～８月）进行了Ｚ指数计算,确定了干旱则主要发生在８月,并可明显看出由５０～６０年代的多水期向７０年代中期以后的少水期的转变,另外,乌拉尔山到巴尔喀什湖附近的低压槽加深和西北太平洋副热带高压的北抬,对华北地区雨季持续性暴雨的产生起着决定性的作用。严重洪涝年的夏季（６～８月）,西北太平洋副热带高压     

基于联系数和马尔可夫链耦合的山东省旱情动态预测评价

为增强区域旱情预测评价模型的合理性、可解释性和预测评价结果的准确性,以山东省1972-2001年旱情历史序列作为评价样本,选取水库蓄水量距平百分率、地下水埋深、土壤含水量和降水量距平百分率4个旱情评价指标,采用基于加速遗传算法的模糊层次分析法确定评价指标权重,通过计算评价样本的指标数联系数、指标值联系数并利用最小相对熵...     

帕默尔干旱指标及其应用研究进展

干旱灾害是世界各国,尤其是我国最为严重的自然灾害之一.不同领域、不同应用中所定义的干旱指标各不相同.气象干旱是其他各类干旱的基础,而帕默尔(Palmer)干旱指标是气象干旱的主流指标,有着广泛的影响,该指标能反映干旱的成因、程度及开始、结束和持续时间,具有物理意义明确、涉及资料容易获得和参数计算简便等特点.根据国内外大量文献,对帕默尔干旱指标的研究进展进行了回顾,对其应用进行了总结,同时对未来帕默尔旱度模式的进一步修正进行了展望.