渭河流域气象及水文旱涝演变规律分析.pdfVIP

第30卷第2期 干旱地区农业研究 V01．30No．2 jntheAridAreas Mar．2012 2012年3月 Research Agriculturnl 渭河流域气象及水文旱涝演变规律分析 白 桦1，穆兴民1，一，王 飞1，一，高 鹏1，2 (1．西北农林科技大学，陕西杨凌712100；2．中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌712100) 摘要：降水是径流的基本来源．分析极端旱涝条件下降水与径流之间演变规律的异步性，可有效表征径流 丰枯变化对人类活动的响应。基于渭河流域降水、径流资料，采用泰森多边形法计算渭河流域面降水量及12个月 标准化降水指数(SPI住)．对比典型频率下SPIl2的空间分布特征及其对径流系数的影响；采用经验正交函数和时间 序列分析法挖掘SPI．：和年径流量的演变规律，对比演变规律的同步及异步变化特征。结果表明：在25％、50％、 75％频率下，流域面降水量分别为582．5咖、518．6mm、467．5 m／n。SPIl2第一主成分减少趋势显著，自1991年7月 保持措施及城市化等为代表的人类活动使流域年径流量较SPI，2第一主成分突变年份提前，使二者于197俨一1996年 问旱涝类型不匹配，年径流量相对SPI．：第一主成分呈现旱化趋势。 关键词：渭河；旱涝；气象；水文；演变规律；人类活动 中图分类号：S161．6文献标识码：A 文章编号：1000．7601(2012)02．0237．05 河川径流是保障人类社会发展、生态环境健康 间L7J。属黄河一级支流。本文采用渭河流域13个国 的重要水资源。自20世纪90年代以来，受气象于 旱和人类活动的影响，渭河流入黄河的径流鼍显著 减少…，水文干旱频发，同时，由于渭河流域降水集 量计算采用泰森多边形法，选取12月份对应标准化 中于汛期L2]，径流调蓄能力有限，导致洪灾。气象旱 降水指数(SPI，2)作为气象旱涝指标【8柚J，采用经验 涝是由降水和蒸发的不平衡造成的，水文旱涝是河 正交函数提取SPll2主成分¨驯；流域年径流量以华县 川径流高于或低于其正常值或含水层水位上升、降 和状头水文站年径流量之和表征，以多年平均年径 落的现象…3，二者均是大尺度大气环流不正常的结 流量作为阈值划分丰、枯水集团[smJ。利用Mann． 果HJ。气象旱涝是水文旱涝的先导【3J和重要影响因 J及 素，然而在人类活动和下垫面的共同作用下，气象与 突变点分析【I4|、累积距平曲线【15]挖掘SPIl2主成分 水文旱涝却不一定表现出同步规律。渭河流域已有 与流域年径流蟹趋势、突变及阶段性特征。 研究多侧重单独的气象或水文极端现象的分 标准化降水指数是降水餐经Gamma分布模拟 析[5-6J，对二者演变规律的同步及异步特征分析较 得出的累积概率对应的标准正态分布分位数。由于 少，不能有效表征人类活动与气象、水文极端事件之 Gamma方程不包含降水量为0的情况，而实际降水 间的相互作用。因此，本文在分析流域不同频率年降 量可能为0，因此降水量对应的累积概率如下【9J： 水量及其对应年份、标准化降水指数(SPI，2)空间分布．H(石)=q+(1一q)G(并) 及其对径流系数的影响基础上，结合经验正交函数和 式中，H(戈)为实测降水量累积概率；q为降水量为0 时间序列分析方法，挖掘气象和水文旱涝的趋势、突 的概率；G(菇)为r分布累积概率。 变及阶段性特征，对比分析二者演变特性的异同，揭 2气象旱涝演变特征 示人类活动对于水文、气