三種干旱指數(shù)在渭北旱塬應(yīng)用的對比分析

《三種干旱指數(shù)在渭北旱塬應(yīng)用的對比分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、第32卷第7期人民黃河Vo1．32，No．72010年7月YEI工0WRIVERJu1．，2010【水資源】三種干旱指數(shù)在渭北旱塬應(yīng)用的對比分析劉招，吳新，喬長錄(長安大學(xué)水與發(fā)展研究院，陜西西安710064)摘要：在分析標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)、Z指數(shù)和Palmer干旱指數(shù)計算原理的基礎(chǔ)上，利用渭北旱塬某測站1953年1月一20o8年3月的月降水觀測數(shù)據(jù)資料，分別應(yīng)用3種指標(biāo)對渭北旱塬干旱情況進行計算和分析。結(jié)果表明：按標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)和z指數(shù)劃分的干旱等級具有明顯的一致性；Palmer干旱指數(shù)具有較明確的物理意義，其

2、干旱評價結(jié)果與實際情況更為接近，在干旱發(fā)展過程描述上更為合理；與標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)和z指數(shù)相比，Palmer干旱指數(shù)更適合渭北旱塬。關(guān)鍵詞：干旱評價；干旱指數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)；Z指數(shù)；Palmer干旱指數(shù)；渭北旱塬中圖分類號：P426．616文獻標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1000·1379．2010．07．032干旱是世界范圍內(nèi)造成經(jīng)濟損失最大的自然災(zāi)害，鑒于干e卅)(1)旱的嚴(yán)重后果和影響，對其進行定量化研究，評估其嚴(yán)重程度式中：a>0，>0，分別為形狀參數(shù)和尺度參數(shù)；F()=顯得尤為重要

3、。目前，國內(nèi)外對干旱評估指標(biāo)已開展了大量的研究，但由于干旱的發(fā)生涵蓋很多復(fù)雜過程和影響因素，不僅fa-Ie-xdx，為Gamma函數(shù)。與降水量及其分配有關(guān)，而且還與蒸發(fā)、土壤含水量、徑流量等多種因子相關(guān)，因此許多干旱指標(biāo)都是針對具體的研究目的最佳的估計值,／3可用極大似然法估計：而設(shè)定，這就使干旱指標(biāo)具有明顯的地域性和不同的時間應(yīng)用f．1l——一尺度。筆者通過將國內(nèi)外應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)、指數(shù)和Palmer干旱指數(shù)分別應(yīng)用于渭北旱塬地區(qū)，計算多年干旱系{JB=~／a(2)列，并對各指數(shù)計算結(jié)果進行比較，分

4、析其各自的特點及在渭【A=ln(習(xí)北旱塬地區(qū)的適用性。式中：為降水量序列均值；n為降水量序列的長度。1干旱評價指數(shù)給定時間尺度的累計概率計算方法為一般將干旱分為4類：氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社G㈩e-ldt(3)會經(jīng)濟干旱。除非社會用水需求持續(xù)超過自然供給，在沒有其式中：t=。由于C(x)中不包含=0的情況，而實際上在給他類型干旱時不會出現(xiàn)社會經(jīng)濟類干旱。氣象干旱、水文干定時間尺度內(nèi)降水量可以為0，因此累計概率應(yīng)表示為旱、農(nóng)業(yè)干旱之間并沒有嚴(yán)格的界限，相互問還存在相依關(guān)系。H()=P+(1一P)G()(

5、4)因此，即使就某一類型干旱，也沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)對干式中：P為降水量為0的概率，P=m／n；m為序列中降水量為0旱進行定量評價。目前常用的氣象干旱指數(shù)有Palmer干旱指的數(shù)量。數(shù)、干旱面積指數(shù)、降水異常指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)、Z指數(shù)等，將累計概率H()轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)，即可得到標(biāo)水文干旱指數(shù)有總?cè)彼恐笖?shù)、Palmer水文干旱指數(shù)、地表水準(zhǔn)化降水指數(shù)：供給指數(shù)等，農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)有作物水分指數(shù)、Palmer水分距平指數(shù)、土壤水分距平指數(shù)等。，sp=s‰㈤()1．1標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)式中：co=2．5155

6、17；cl：0．802853；c2=0．010328；=標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)是McKee等在評估美國科羅拉多州干旱1．432788；d2=0．189269；d3=0．001308；當(dāng)日()>0．5時，狀況時提出的。由于r分布能較好地描述降水量的變化，因此將某一時間尺度的降水量時間序列看做服從r分布，對降水量5=1；當(dāng)()≤()_5時，s=一1；=√ln。系列的r分布概率密度函數(shù)求累計概率，再將累計概率正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化即可求得標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)。收稿日期：2009一l1一l7基金項目：高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃項目(108039

7、)。設(shè)某一時問尺度下的降水量為，則其r分布的概率密度作者簡介：劉招(15一)，男，陜西威陽人，講師，博士，研究方向為水文及水資源。函數(shù)為E-mail：1z975@163．c0m-7l·人民黃河2010年第7期應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)將旱澇程度劃分為7個等級，見表1。表2按PMmer干旱指數(shù)劃分的干旱等級表1按標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)和Z指數(shù)劃分的旱澇等級1．2Z指數(shù)考慮到降水量服從PⅢ型分布，z指數(shù)法通過對降水量尺2三種干旱指數(shù)在渭北旱塬的應(yīng)用進行正態(tài)化處理，將其概率密度函數(shù)進行轉(zhuǎn)換運算得到以z為變量的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：渭北旱塬

8、泛指關(guān)中平原以北、渭河北岸地區(qū)，海拔600—1300m，屬暖溫帶半干旱、半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年降水Zl=i孚+一芑+(6)量為550～730mm，雨熱同季，干旱威脅大。胃北旱塬是陜西式中：C為偏態(tài)系數(shù)；。為降水標(biāo)準(zhǔn)化變量，可由降水系列資省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要基地，全省一半以上的糧、油、果、畜生產(chǎn)基料求得。地都分布在這一區(qū)域內(nèi)。但該區(qū)地表水資源貧乏、地下水埋藏由式(6)即可求得Z值，根據(jù)z指數(shù)的正態(tài)分布