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赣江流域水文干旱时空演变特征及风险分析

李香

赣江流域水文干旱时空演变特征及风险分析

李香1
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作者信息

  • 1. 南昌工程学院
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摘要

随着全球气候变暖和人类活动影响的加剧,干旱事件频发,严重阻碍地区经济发展。本文选择鄱阳湖流域的第一大支流—赣江流域作为研究区域,根据历史气象和径流数据建立SWAT模型,采用水文干旱指数(SRI)分析干旱时空演变特征,基于Copula函数模拟干旱事件发生的概率及重现期,进行干旱风险评估。并得到以下结论: (1)赣江流域降水、气温、径流分别呈微显著上升、极显著上升和不明显变化趋势;降水突变不显著,气温和径流突变年份分别为2004、1972年;周期分别为55、56和27年。基于1959-2019年气象数据和1961-2018年径流数据建立SWAT模型,得到模型的7个水文站在率定期和验证期的R2值均高于0.7,NSE值均高于0.69,︱Re︱均小于20,说明模拟效果较好,可为干旱监测数据支撑。 (2)标准化径流指数(SRI)随着时间尺度增大,对水文干旱敏感程度降低。1961-2019年期间赣江流域上游和下游的SRI1、SRI3、SRI6以及中游的SRI1呈显著上升趋势,其他序列变化不显著;上游和中游突变年份为1973年,下游在1970年发生突变,周期性特征为普遍经历多次干旱周期交替,存在26-58年主周期。 (3)上游主要呈现轻、中旱,中、下游主要呈现轻旱,且下游轻旱比例相较上、中游有所减少,三者重旱和特旱比例均较小。干旱特征方面在时间尺度上,上游和下游的干旱事件不仅历时较长而且干旱严重程度也较重;空间分布上,干旱历时和烈度均呈现上游和下游的特征较大,中游的较小的分布状态,烈度峰值呈现出以赣江干流为分界线,中间区域烈度峰值较低,左右两侧较高。在整个研究区上,各类型干旱重心主要分布在赣江流域中部地区,南北向的移动趋势大于东西向,且干旱等级越高,重心迁移距离越大。 (4)上、中、下游的干旱特征变量两两之间具有较强的相关性。Gaussian Copula函数对上游的历时与烈度、下游的历时与峰值二维联合分布拟合效果最优,Clayton Copula 函数对上游的烈度与峰值、历时与峰值和下游的烈度与峰值二维联合分布拟合效果最优,Frank Copula函数对中游的历时与烈度、烈度与峰值、历时与峰值二维联合分布拟合效果最优。Frank Copula函数对赣江流域历时、烈度与峰值三维联合分布拟合效果最优。同一单变量重现期(T)水平下,赣江流域上游干旱事件表现长历时,中游干旱事件表现高烈度,下游干旱风险最大,主要表现为长历时、高烈度峰值。

关键词

水文干旱/时空特征/风险评估/SWAT模型

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授予学位

硕士

学科专业

水利工程

导师

刘卫林

学位年度

2023

学位授予单位

南昌工程学院

语种

中文

中图分类号

P4
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