基于水资源系统的区域干旱评价 ——以贵州省为例

基于水资源系统的区域干旱评价 ——以贵州省为例

论文摘要

近年来由于全球气温升高,水循环速率改变,水文循环过程加快,导致干旱、洪涝等极端水文事件呈频发态势。特别是21世纪以来,我国极端干旱事件频繁发生,不但给国民经济特别是农业生产带来巨大损失,还会加剧区域水资源短缺、荒漠化、沙尘暴频发等。贵州省位于我国西南区域,因受季风气候及特殊地貌类型的影响,干旱事件发生频率高、影响范围广。研究贵州省干旱特征并识别区域未来干旱演变趋势对区域干旱研究具有良好的代表性。本文以“自然-社会”二元水循环理论为指导,立足区域气候及用水特征,从水资源系统的角度构建区域干旱评价指标体系及等级标准,进而以水资源三级区套地市划分评价单元,识别贵州省未来30年干旱事件演变趋势。主要成果如下:(1)分析了贵州省过去60年及未来30年气象要素演变特征。结果表明:过去历史近60年的年均气温呈上升趋势;年降水量呈减少趋势;年蒸散发量呈增加趋势。贵州省未来30年,气温呈增长趋势,升温速率超过过去近60年的2倍多;RCP2.6和RCP4.5情景下,降水呈增长趋势,RCP8.5情景下呈减少趋势。(2)依据Palmer干旱指标框架,构建区域干旱评价指标体系时。总供水量结合有效降水量和水利工程供水量;基于积温识别作物生育期,计算农业需水,结合生活、工业、生态的需水特征,得到总需水量。即基于水资源系统的供需水特征而构建干旱指标。该指标体系与气象干旱(SPI指标)和水文干旱(SRI指标)评价结果进行对比分析,结果表明:广义干旱评价结果与实际更接近,SPI与SRI指标未考虑水利工程对干旱的缓解能力,冬春干旱模拟情况与实际有偏差,且在计算过程中,坦化了干旱频率的空间差异性。(3)分析贵州省未来30年干旱发生频率、干旱持续时间及干旱强度时空演变特征,表明:未来30年西南部干旱发生频率高且持续时间长。轻度干旱频率呈减少趋势,其中南部和北部的局部地区发生频率高,西部、黔南和黔西南局部强度高,北部及东部次之;中度干旱频率呈增加趋势,其中西部地区及南部局部地区发生频率高,且西部和南部局部强度较高,北部及东部次之。严重及以上等级干旱频率呈增加趋势,其中西部地区发生频率高,西部、西南部(黔西南和安顺局部地区)及东北地区的干旱强度较大。(4)评价了水利工程调节缓解区域干旱的作用,表明:与无水利工程调节条件下比较,水利工程调节可使研究区农业干旱发生频率降低,干旱高频区面积减少一半以上,其中贵阳市、遵义市南部、黔东南北部、铜仁东南部、安顺北部及东部、黔南北部及东南部干旱的缓解程度较大,毕节地区缓解程度小。本研究针对具有特殊地貌类型的贵州区域,在解析区域水资源系统供需水特征的基础上开展综合干旱评价工作,尝试对干旱研究进行探索,亦可为贵州省适应气候变化及干旱综合应对提供科学依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 国内外相关研究进展
  •     1.2.1 干旱评价指标研究进展
  •     1.2.2 贵州省干旱评价研究进展
  •   1.3 研究内容与技术路线
  •     1.3.1 技术路线
  •     1.3.2 研究内容
  •   1.4 创新点
  • 第2章 研究区概况
  •   2.1 自然地理概况
  •     2.1.1 地理位置
  •     2.1.2 地形地貌
  •     2.1.3 河流水系
  •     2.1.4 土壤植被
  •   2.2 社会经济概况
  •     2.2.1 行政分区
  •     2.2.2 人口概况
  •     2.2.3 GDP概况及产业结构
  •   2.3 水资源开发利用概况
  •     2.3.1 水资源量
  •     2.3.2 供用水量及其结构
  •     2.3.3 水利工程
  •   2.4 历史典型旱灾及特征
  •     2.4.1 历史典型旱灾
  •     2.4.2 主要干旱特征
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 气象要素演变规律及趋势预估
  •   3.1 过去60 年气象要素演变特征
  •   3.2 未来30 年气象要素演变趋势
  •     3.2.1 排放情景和模式优选
  •     3.2.2 气象要素演变趋势预估
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 水资源系统概化及供需水量分析
  •   4.1 研究思路
  •   4.2 区域水资源系统概化
  •   4.3 供水量计算
  •     4.3.1 有效降水
  •     4.3.2 水利工程供水量
  •   4.4 需水量估算
  •     4.4.1 农作物需水量估算
  •     4.4.2 其它需水估算
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 基于水资源系统的干旱评价指标构建
  •   5.1 干旱评价指标构建
  •     5.1.1 指标构建
  •     5.1.2 指标验证
  •   5.2 与气象干旱评价结果比较
  •   5.3 与水文干旱评价结果比较
  •   5.4 本章小结
  • 第6章 贵州省干旱时空演变特征分析
  •   6.1 未来30 年干旱演变趋势预估
  •     6.1.1 未来30 年干旱持续时间分布
  •     6.1.2 未来30 年干旱频率分布
  •     6.1.3 未来30 年干旱强度分布
  •   6.2 水利工程应对干旱能力评价
  •     6.2.1 构建评价指标
  •     6.2.2 评价分析
  •   6.3 本章小结
  • 第7章 结论与展望
  •   7.1 主要结论
  •   7.2 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 攻读硕士期间所发表的学术论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 马骏

    导师: 严登华,栾清华

    关键词: 水资源系统,广义干旱,评价与预估

    来源: 河北工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 气象学,水利水电工程

    单位: 河北工程大学

    分类号: TV213.4;P426.616

    总页数: 106

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