基于多成灾因子探讨农业旱涝急转事件定义

摘要

本文提出了适用于水稻和旱作物的旱涝急转事件定义及筛选标准，给出旱涝急转现象三个要素——旱、涝和急转的定义，以土壤水势为指标，确定了急转间隔时间选取的标准。以五道沟和荆州地区分别作为水稻和旱作物的实例研究，筛选出符合定义的旱涝急转事件，对旱转涝事件和涝转旱事件发生过程进行分析，并与已有的气象类旱涝急转定义进行了对比分析，得到以下结论: (1)水稻和旱作物的旱涝急转事件定义是一个综合性的定义，该定义不仅考虑了降雨量影响，还包括了土壤含水率、地下水位和地区排涝能力等因素作用，针对不同作物种类，旱涝急转事件定义也有所不同。 (2)实例研究中，五道沟地区55年内旱涝急转事件共计发生6次，其中旱转涝事件发生了2次，涝转旱事件发生了4次。荆州站58年间发生了6次旱涝急转事件，其中旱转涝事件发生了5次，涝转旱事件仅发生了1次。 (3)不同的旱涝急转指标适用范围不同，实例筛选和分析了四种气象类旱涝急转事件定义，对比分析发现，气象旱涝急转定义各有优劣，其中短周期旱涝急转指数研究时间尺度较短，但不能区分旱转涝事件和涝转旱事件;长周期旱涝急转指数区分旱转涝事件和涝转旱事件，但不能给出旱涝急转发生的起止时间;降水距平指数能给出旱期和涝期具体起止时间，但只适用于大尺度流域;Palmer旱度模式不仅区分旱转涝事件和涝转旱事件，还能给出具体的旱涝急转发生过程，但该旱涝急转定义设定的标准过低，因此筛选出许多并未发生旱涝急转事件的年份。综合来看，基于农业实际情况提出的旱涝急转定义给出了旱、涝和急转的选择标准，不仅能描述旱涝急转发生的起止时间，也能给出旱涝急转过程中土壤墒情和土壤水势的具体变化过程，但该定义只适用于小尺度地区，且该定义筛选的标准较严格。

目录

声明

摘要

1．1．1研究背景

1．1．2研究的意义

1．2国内外研究现状

1．2．1旱涝急转研究现状

1．2．2旱涝急转指标研究现状

1．2．3问题的提出

1．3研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2技术路线

2旱涝急转事件定义及特征变量选取

2．1旱涝急转事件定义

2．1．1水稻旱涝急转事件定义

2．1．2旱作物旱涝急转事件定义

2．2旱事件选取

2．2．1 干旱程度和干旱历时

2．2．2干旱指标

2．2．3 一次旱事件

2．3涝事件选取

2．3．1排涝标准

2．3．2排涝模数

2．3．3耐淹水深和淹水历时

2．3．4一次涝事件

2．4土壤墒情及地表径流过程模拟

2．4．1模型原理

2．4．2土壤水力学模型

2．4．3边界条件选取

2．4．4作物蒸发腾发量

2．4．5模型参数输入

2．5急转间隔时间选取

2．5．1按土壤水势选取

2．5．2按连续无有效降水日数选取

2．6本章小结

3旱涝急转实例研究

3．1 五道沟地区旱涝急转特征分析

3．1．1地区简介

3．1．2模型参数输入

3．1．3土壤墒情模拟与分析

3．1．4径流过程模拟与分析

3．1．5 五道沟地区旱涝急转事件分析

3．1．6水稻旱涝急转过程分析

3．2荆州地区旱涝急转特征分析

3．2．1 地区简介

3．2．2模型参数输入

3．2．3土壤墒情模拟与分析

3．2．4荆州地区旱涝急转事件分析

3．2．5旱作物旱涝急转过程分析

3．3本章小结

4不同定义的旱涝急转事件对比分析

4．1 现有旱涝急转定义

4．1．1短周期旱涝急转指数

4．1．2长周期旱涝急转指数

4．1．3降水距平指数

4．1．4 Palmer旱度模式

4．2不同定义的旱涝急转筛选结果

4．2．1 SDFAI指数筛选结果

4．2．2 LDFAI指数筛选结果

4．2．3五道沟降水距平指数筛选结果

4．2．4荆州站Palmer旱度模式筛选结果

4．3不同定义的旱涝急转事件对比分析

4．3．1 SDFAI指数与农业旱涝急转定义对比

4．3．2 LDFAI指数与农业旱涝急转定义对比

4．3．3降水距平指数与农业旱涝急转定义对比

4．3．4 Palmer旱度模式与农业旱涝急转定义对比

4．4本章小结

5结论与展望

5．1 结论

5．2创新点

5．3 展望

参考文献

附录

致谢