水文干旱作為極端水文事件之一,是地下水與地表水異常偏少的現(xiàn)象,是氣象干旱的延續(xù)與發(fā)展,其演變特征不僅與氣候變化有關(guān),而且與社會系統(tǒng)的物理機制聯(lián)系密切。研究水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)及其大型水庫的影響,一方面可加深對干旱成因和特征的理解,豐富干旱研究相關(guān)理論;另一方面,為提高變化環(huán)境下水文干旱早期預(yù)警提供有效方法和理論依據(jù)。本研究以東南沿海晉江流域中受大型水庫影響的石礱水文站和未受水庫影響的安溪站為例,采用站點對比分析法,主要開展了 3方面的研究:(1)基于1960-2010年實測徑流與降水?dāng)?shù)據(jù),以標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(Standardized Precipitation Index,SPI)代表氣象干旱,標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)(Standardized Streaniflow Index,SSI)代表水文干旱,利用游程理論識別流域主要氣象、水文干旱事件特征,并與歷史記錄的干旱事件年份對比,分析了多時間尺度SPI與SSI指數(shù)的區(qū)域適用性;采用Mann-Kendall非參數(shù)檢驗、小波分析、Pearson相關(guān)性分析及差積曲線-秩檢驗等方法,分析了水文干旱時間序列演變特征及其大型水庫的影響;(2)采用Pearson相關(guān)性分析與交叉小波變換(XWT)法及站點對比分析法,進(jìn)一步揭示了相似氣候條件下,兩個水文站點SSI與氣候指數(shù)(ENSO、PDO、NAO、AMO)在不同周期震蕩尺度上相關(guān)性的異同。(3)應(yīng)用非線性函數(shù),構(gòu)建了水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系模型,提出了氣象干旱演進(jìn)為水文干旱臨界條件概念,并進(jìn)一步揭示了水庫的運行對水文、氣象干旱響應(yīng)關(guān)系及其臨界條件的影響機制。通過上述研究主要得到以下結(jié)果:(1)多時間尺度的SPI與SSI指數(shù)可以有效反映晉江流域氣象、水文干旱的持續(xù)時間及干旱烈度;(2)流域氣象干旱、水文干旱發(fā)生頻率總體呈減少趨勢,其中水文干旱減少趨勢較氣象干旱減少趨勢明顯,而受山美水庫調(diào)節(jié)的影響,石礱站年內(nèi)11月-次年2月呈顯著減少趨勢;(3)水文干旱發(fā)生頻率的代際變化特征明顯,年尺度的SSI序列(SSI12)主要存在6-7a、11-12a和20-21a三個時間尺度的震蕩周期,與流域相同時間尺度的SPI序列周期變化基本同步,但80年代后,受水庫影響的石礱站SSI周期變化與SPI周期變化出現(xiàn)不同步,尤其是20-21a左右時間尺度周期震蕩;(4)流域水文干旱演變與ENSO、PDO、AMO和NAO氣候因子存在不同程度的相關(guān),其中與ENSO和PDO的相關(guān)性較顯著(α =0.05),整體上表現(xiàn)出2-5月份的顯著正相關(guān),10-12月份顯著負(fù)相關(guān),同時SSI與ENSO和PDO在共振周期上體現(xiàn)出1.47-5個月不等的時滯效應(yīng),SSI與ENSO存在顯著的年際(12-48個月)和代際(128-256個月)共同震蕩周期,且EI Nino事件對SSI的影響大于LA Nino;(5)在大型水庫的調(diào)節(jié)下,石礱站的SSI與氣候指數(shù)的相關(guān)性弱于安溪站,與氣候指數(shù)的長周期(代際)共震軌跡發(fā)生變化;安溪站的SSI與PDO在2000-2008年表現(xiàn)出較強的64-128個月的代際主共振周期,與NAO在2004-2008年表現(xiàn)出64-96個月的代際主共振周期,而在相同時間段內(nèi),石礱站的SSI與PDO和NAO未表現(xiàn)出顯著的主共振周期;(6)Logarithm函數(shù)可以比較好地建立水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系模型,得到無水庫影響的安溪站氣象干旱演進(jìn)為水文干旱的臨界條件為氣象干旱歷時1.51個月,干旱烈度為0.77;(7)山美水庫的蓄洪補枯使流域下游石礱站的水文干旱歷時縮短、烈度降低,相應(yīng)的改變了水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系及其臨界條件,使得氣象干旱演進(jìn)為水文干旱的臨界條件降低。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P426.616;TV697
【部分圖文】：

第一章緒論??，?＝＾＝?■?■?＝＝＝＝＝?—?＇＂?－?＇?．?■?￣?＇（３）水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系及其大型水庫的影響。以流域內(nèi)主要事件特征識別結(jié)果作為樣本，利用交叉驗證方法夠建水文千旱與氣象干旱特征函數(shù)模型，探討水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系及其臨界條件；在此基礎(chǔ)上，步分析大型水庫的修建對流域下游水文干旱與氣象干旱響應(yīng)關(guān)系及其臨界條件響。??１．３．２研究路線??本文的研宄路線如下圖丨－１所示。??

研究區(qū)位置及站點分布圖

變化的離散系列Ｘｔ，當(dāng)＼在一個或多個時段內(nèi)連續(xù)大于Ｘ時，出現(xiàn)正游程；而??＼連續(xù)小于Ｘ時，則出現(xiàn)負(fù)游程。在干旱研究中，把負(fù)游程的長度稱作干旱歷時??Ｄｕｒａｔｉｏｎ，?Ｉ）），即干旱開始至結(jié)束時間的長度；負(fù)游程的總量稱為千旱烈度??Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ，?Ｍ），也稱干旱的嚴(yán)重程度，即干旱歷時內(nèi)所有小于截斷水平值的累積??和；平均強度（Ｉｎｔｅｎｓｔｙ，?Ｉ）為干旱歷時內(nèi)的平均水分虧缺量。值得注意的是，通??干旱發(fā)展過程緩慢且歷時長，在一場干旱持續(xù)時期內(nèi)，由于某些原因，如臨時降水，可能出現(xiàn)若干“子干旱”（ｄ〇，山），如圖２－２顯示。這種相鄰的幾次“子干旱”??成了相互關(guān)聯(lián)的非獨立干旱事件，但它們實質(zhì)上是一場干旱事件定義此時??干旱歷時為初始“子干旱’’至末尾“子干旱”的歷時之和，相應(yīng)的烈度為“子干旱”烈??之和，即圖２－２中月３場千旱時間，分別為Ｄ〇，?０１和０２。根據(jù)ＳＰＩ與ＳＳＩ干旱等??，設(shè)定Ｘ＝０為截斷水平，初步判斷某時間段是否發(fā)生千旱，結(jié)合文獻(xiàn)定義“子??旱”的合并方法，對干旱特征進(jìn)行識別。由于千旱平均強度可由干旱歷史和干旱烈??關(guān)系得出，本文主要利用干旱歷時與干旱烈度兩個指標(biāo)描述干旱事件特征。??３??????
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2869915