【摘要】：干旱災(zāi)害是一種對人類社會經(jīng)濟(jì)影響巨大的自然災(zāi)害。干旱的發(fā)生發(fā)展是一個漸進(jìn)的蠕變過程,干旱的發(fā)展很難被識別,由旱至災(zāi)的過程存在一個臨界狀態(tài),臨界態(tài)的辨識對干旱預(yù)測預(yù)警具有重要意義。未來干旱災(zāi)害的發(fā)生與氣候變化緊密相關(guān),特別是對于氣候敏感的區(qū)域,氣候變化的影響更加顯著,論文在對干旱致災(zāi)狀態(tài)識別的基礎(chǔ)上,結(jié)合未來氣候變化,開展?jié)h江石泉以上流域干旱預(yù)測研究,為該區(qū)域旱災(zāi)防治提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)合國內(nèi)外對干旱災(zāi)害的定義和對干旱指標(biāo)的理解,綜合考慮降水、徑流、蒸發(fā)和土壤含水量的影響,選取能夠反映干旱持續(xù)時間、嚴(yán)重程度和極值特征的多個指標(biāo),確定潛在干旱樣本,并采用主成分分析對這多個指標(biāo)進(jìn)行降維處理,去除因指標(biāo)相關(guān)性而產(chǎn)生的冗余信息,生成互不相關(guān)的低維綜合指標(biāo),以更加客觀的反映干旱的特征屬性。結(jié)合歷史旱災(zāi)記錄,基于支持向量機(jī)尋求最優(yōu)分類平面,對包含低維綜合指標(biāo)的潛在干旱樣本是否致災(zāi)進(jìn)行分類,由此確定的分類平面即是唯象意義上的干旱致災(zāi)臨界面,它可以更加直觀的揭示干旱的發(fā)展過程和趨勢,便于在干旱預(yù)警中推廣應(yīng)用。文中分別采用SDSM和SVR兩種統(tǒng)計降尺度方法對氣候變化下的研究區(qū)域氣象要素進(jìn)行預(yù)測。通過1986~2015年NECP再分析資料和研究區(qū)域內(nèi)9個雨量站和5個蒸發(fā)站的實際觀測數(shù)據(jù),結(jié)合主成分分析方法,建立了日降水量PCA-SDSM模型和日蒸發(fā)量PCA-SVR模型。根據(jù)1986~2015年實測資料對模型進(jìn)行了率定和驗證,將建立好的PCA-SDSM模型和PCA-SVR模型應(yīng)用到RCP4.5排放情景下CanESM2氣候模式中,分別預(yù)測了未來氣候變化下2021-2040研究區(qū)域的日降水量和蒸發(fā)量。基于新安江模型建立了研究區(qū)域的水文模型,結(jié)合2009~2015年降水、蒸發(fā)和徑流實測數(shù)據(jù),采用SCE-UA算法對新安江模型的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化率定與驗證。將未來氣候情景下的日降水量和蒸發(fā)量輸入到新安江模型中,得到了研究區(qū)域未來徑流變化情況。通過潛在干旱樣本選樣方法,利用已建立的干旱致災(zāi)臨界方程,對研究區(qū)域未來發(fā)生干旱情況進(jìn)行了預(yù)測和分析。
【圖文】：

-1技術(shù)路線圖

置和氣候條件流域石泉以上區(qū)域作為本文研究區(qū)域，石泉以上流域位于 106°08′-108°52′之間，流域東西全長 230km，南，占漢江干流總長的 15%，控制流域面積 23821km2，流域地勢由西部向東逐漸降低，西部為秦巴山地，高程為山地和丘陵；干流兩岸高山林立，水流急且水量大，帶季風(fēng)氣候，四季分明，降水季節(jié)分布明顯，冬季和春季，，年降水量 800~1000mm，汛期降水約占全年降水量 72極端最高氣溫多出現(xiàn)在夏季，約 38℃-41℃。流域氣候發(fā)生，受大陸性氣團(tuán)和蒙古高壓氣團(tuán)影響，冬季降水量洋副熱帶氣團(tuán)和蒙古低壓氣團(tuán)影響，降水集中，局部伴隨寒潮、霜凍、浮沉等災(zāi)害性天氣發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P426.616;P456

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本文編號：2622051