变化环境下江西省干旱特征与径流变化研究

【摘要】在全球气候变化的大背景下,伴随人类活动对于环境自觉不自觉的的改造,气候变化的极端性、不确定性加剧,极端气候事件逐渐增多,不少流域的平均气候、水文情势与极端降水、径流特征值都已发生了明显的改变。传统的水资源相对丰沛地区干旱形势时有加剧,水资源局部性短缺、阶段性紧缺逐步显现、枯水事件屡有发生。多种尺度的干旱演变、枯水期降水与枯水径流特征的研究已引起各国水资源与河流管理者、研究者的关注。处于长江中下游亚热带季风性湿润区、拥有赣、抚、信、饶、修等多个水系的江西省每年都有不同程度的气象灾害发生,近年的干旱更有加剧与连续之势,对生产、生活、生态造成了严重的影响。江西省已计划对鄱阳湖实施水利控制工程,届时将对周边乃至长江下游的水文状况有着直接与间接的影响。尤其是在极端干旱气候情景下,将会影响到江西自身及其下游区域的生产、生活、环境、生态等多个方面。本文以江西省及其境内流域为研究区,综合运用遥感、地理信息系统、多种数学统计方法与水文模拟、分析软件等技术和方法,对极端气候背景下的极端气候指数、江西省标准化蒸散指数多尺度演变特征、枯水期降水趋势与预测、极端干旱的水文响应、枯水流量变异等进行研究：1.利用RClimdex软件,根据江西省多年降水、气温资料计算多项极端气候指数,分析了该区域的极端降水、极端干旱情势以及时空变化。2.在计算标准化降水蒸发指数(SPEI)的基础上结合经验正交函数法(EOF)分析江西省干旱特征的时空格局,特别揭示了该区域多年连旱的型态。3.运用集合经验模态分解法(EEMD)、小波分析法分离了赣北枯水期降水不同尺度的信号特征、提取了波动周期,并用加权马尔可夫链分析和预测了赣北枯水期降水量的变化趋势。4.运用分布式流域水文模型(SWAT),结合GIS技术模拟了信江流域的径流响应、并在考证信江流域出口气象站(余干站)百年不遇干旱的基础上,采用特别干旱情景年模拟探讨了信江流域在特大干旱情景下的水文响应。5.综合运用无有效降水日数、SPEI指数、EEMD信号分析、小波分析等方法阐明赣江流域多尺度连续干旱与连续枯水的特征与周期,并探讨了两者之间的响应关系。6.根据水文变异指标模型(IHA)定量计算、分析了水利工程影响下的赣江流域、修水上游流域枯水流量的变异特征。采取水利工程启用日期差异进行组合,重点探讨了水利工程建设前后对于河流生态系统有重要意义的中、低流量范围的水文变异。总体而言,本文通过研究江西省干旱变化与枯水期降水的多尺度型态与趋势,探讨极端干旱情景下的水文响应,解析枯水期水文变异特征,意图为该区域及境内流域乃至长江下游地区水资源养护、生态系统健康运行、经济社会可持续发展提供有益的参考。
【作者】陈昌春；
【导师】王腊春；宋洁；
【作者基本信息】南京大学，自然地理学，2013，博士
【关键词】极端气候；干旱；枯水；水文响应；水文变异；江西；

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