【优质】水灾害课程设计.doc

水灾害防治 课 程 设 计 报 告 基于CI指数的河南栾川县干旱变化趋势分析 摘要：基于栾川县气象站2000年～2009年实测气象资料,利用气象干旱综合指数对河南省栾川县近10a的干旱特征进行了统计分析。根据CI指数,统计出现的干旱日数、干旱过程,在此基础上分析了干旱发生年际变化趋势和不同强度干旱的变化过程。结果表明：1、栾川县的总干旱日数年均值低于河南省平均水平。2、栾川地区总干旱日数呈现负增长趋势，总干早频率出现了正增长趋势,但重旱、特旱平均强度呈现下降趋势，即程度加强。 关键词：综合气象干早指数；干早趋势变化；栾川 引言 干旱是指因水分的收支或供求不平衡而形成的持续的水分短缺现象，是对人类社会影响最严重的气候灾害之一[1]，它具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。随着全球气候变暖，极端天气现象越发频繁，干旱发生频率和危害程度均呈上升趋势[2..5]，一般情况，把干旱分为气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱,气象干旱是其他各类干旱发生的主要原因。 栾川县地处亚热带向暖温带过渡区，属暖温带大陆性季风气候，年均气温12.1，年日照2103小时，年均降水量862.8毫米，无霜期198天。全县山多地少，水能资源丰富地表水年均径流量6．8亿立方米，水能蕴藏量11.78万千瓦，可开发量8.5万千瓦。利用GB/T 20481—2006《干旱气象等级》中规定的综合气象干旱指数CI计算方法来计算得到的。CI指数是通过-2009年资料完整的气象资料计算得到。所站点气象资料经筛选过，均是-2009年完整的资料信息。方法综合气象干旱指数计算 综合气象干旱指数是利用近30天（相当月尺度）和近90天（相当季尺度）降水量标准化降水指数，以及近30天相对湿润度指数进行综合而得，该指标既反映短时间尺度（月）和长时间尺度（季）降水量气候异常情况，又反映短时间尺度水分亏欠情况。该指标适合实时气象干旱监测和历史同期气象干旱评估。综合气象干旱指数（CI）的计算见下式： （1） 式中：Z30、Z90分别为近30天和近90天标准化降水指数SPI；M30为近30天相对湿润指数；a为近30天标准化降水系数，由达轻旱以上级别Z30的平均值除以历史出现最小Z30值，平均取0.4；b为近90天标准化降水系数，由达轻旱以上级别Z90的平均值除以历史出现最小Z90值，平均取0.4；c为近30天相对湿润系数，由达轻旱以上级别M30的平均值除以历史出现最小M30值，平均取0.8。其中标准化降水指数Z30、Z90和相对湿润指数M30均需要进行再进算。标准化降水指数SPI 由于降水分布一般不是正态分布，而是一种偏态分布，所以在进行降水分析和干旱监测、评估中，采用(分布概率来描述降水量的变化。标准化降水指数就是在计算出某时段内降水量的(分布概率后，再进行正态标准化处理，最终用标准化降水累积频率分布来划分干旱等级。标准化降水指数的计算步骤为： 假设某时段降水量为随机变量x，则其(分布的概率密度函数如式（C，1）： （C，1） 式中：(＞0，(＞0分别为尺度和形状参数，(和(可用极大似然估计方法求得，见下式： （C，2） （C，3） （C，4） 式中：x1——为降水量资料样本；——为降水量气候平均值。 确定概率密度函数中的参数后，对于某一年的降水量x0，可求出随机变量x小于x0事件的概率为： （C，5） 利用数值积分可以计算用（C，1）式代入（C，5）式后的时间概率近似估计值。 降水量为0时的时间概率由式（C，6）估计； （C，6） 式中：——降水量为0的样本数； ——总样本数。 对(分布概率进行正态标准化处理，即将式（C，5）、式（C，6）求得的概率值代入标准化正态分布函数，即： （C，7） 对式（C，7）进行近似求解可得： （C，8） 式中：为式（C，5）或式（C，6）求得的概率；并当F0.5时，S=1，当F≤0.5时，S=-1；c0=2.515517；c1=0.80