文摘

干旱传播模式形式建立的干旱监测和早期预警的基础。由于地区差异,有必要和重要研究干旱传播的模式在一个特定的地区。与改善的目的的理解在滦河流域干旱传播模式,我们首先模拟土壤湿度和流速及流水量的情况下通过日常的时间尺度上土壤和水评估工具(SWAT)模型。阈值水平方法用于确定干旱事件和干旱特征。相比之下,气象干旱,干旱事件的数量少,持续时间更长的时间农业和水文干旱。结果表明,干旱有三种传播模式:从气象干旱农业/水文干旱(必备/ H)、农业/水文干旱没有气象干旱(NM-A / H),只有(M)和气象干旱。解释干旱传播模式,确定可能的驱动因素,和农业之间的关系/水文干旱和驱动因素建成使用多个回归模型确定的系数为0.4和0.656,分别。这些结果可能为干旱预警和预报提供有价值的信息。

1。介绍

干旱是一个复杂的、复发性自然灾害特点,涵盖广泛的领域和持续数月到数年(1,2),对经济和生态(产生重大负面影响3- - - - - -6]。干旱通常被定义为一个持续发生的低于正常自然水的可用性(7),这是适用于每一个陆地水文循环的一部分。一般来说,干旱是区分为不同类型组件相关的水文循环:气象干旱(降水赤字),农业干旱和土壤水分(低于正常存储在非饱和区)、水文干旱(水可用性低于正常蓄水层和/或流),和社会经济干旱(发生在水的各种大宗商品的需求超过了供应)(8]。

干旱开始时期的降水赤字和传播通过陆地水文系统,进而导致干旱土壤水分和地下水或河流7,9]。发展过程称为干旱传播。介绍了术语“干旱传播”作为一个理论框架由Changnon [10),然而,作为一个术语Eltahir和叶(11]。降水逆差长期减少河流,地下水和地下水存储和生成的水文干旱(12,13]。根据房龙(14),干旱传播包括滞后的特点,延长,衰减,池。Hisdal和Tallaksen3]显示河流干旱不如降水频繁和更持久的干旱。范Lanen [15)展示了传播的干旱导致充电比较在不同气候地区水文干旱。

在先前的研究,表明气候季节性干旱传播影响的(13,16- - - - - -18]。唱,钟13]指出流低于平均放电在high-stream季节干旱会影响发展。黄等。16]研究了气象水文干旱的传播时间使用交叉小波分析,并发现传播时间有季节性短时间在春天和夏天,在秋季和冬季长时间。根据干旱传播过程在不同的季节,房龙和Van Lanen [18水文干旱)分为6种类型,使交互的各季节降水和温度。房龙等。17)表明,季节性气候如何影响干旱传播。

干旱传播研究的关键步骤是确定干旱事件和定义干旱事件的特点。干旱频率(干旱事件)的数量和严重程度(干旱持续时间和赤字卷)干旱事件的特性定义特征是至关重要的,这能体现翻译的干旱水文系统中信号(7,19,20.]。Tallaksen et al。20.]显示赤字成交一个健壮的特性来承压排水区干旱事件的严重性。许多研究都集中在定义干旱和旱灾特点使用各种指标,包括标准化降水指数(SPI),标准化的流速及流水量指数(SSI)标准化降水指数(SPEI),蒸发蒸腾和标准化的径流指数(SRI) [16,21,22]。

除了指标,上述干旱特性也可以通过阈值水平的方法。阈值水平方法可以截断连续时间序列定义的阈值,它包括固定和可变阈值。变量阈值,改变,反映了季节性,已广泛应用于研究干旱传播(7,23- - - - - -27]。与干旱指数相比,阈值水平方法可以计算赤字体积,在水资源管理是一个重要的特性。它不需要一个优先的概率分布知识(21]。另一方面,所有类别的水文气象干旱变量可以通过阈值水平的方法做比较,这是必要的,当研究干旱传播。已经证实,这种方法有一个潜在的能力来分析daily-based干旱(19,28,29日]。

为了分析传播包括农业干旱和地下水干旱,干旱水文模型通常应用,如概念、semidistributed降雨径流model-HBV [14,19),结合交换和MODFLOW模型(30.),和基于空间分布的物理模型SIMGRO [15]。这些模型被用来模拟土壤水分和地下水时间序列,不能直接观察到。在人类活动影响径流过程的地区,水文模型区分归化和人为干旱至关重要。

在这项研究中,主要的目标是(1)探讨干旱每日规模的传播模式与归化的情况下(没有人类效应)和(2)的驱动因素来解释影响滦河流域的干旱传播。

2。研究区域

滦河流域位于中国东北部的一部分,这是在115°30′E∼119°15′E和39°10′N∼42°30′N(图1)。滦河源于蒙古高原,经过燕山山脉,最终流入渤海湾总排水面积44600公里2。有三种地理类型的盆地,平原、山脉和高原。海拔范围从2到2205,平均766米。


图1
滦河流域的位置和1970年的土地利用图。

盆地属于温带半干旱大陆性季风气候寒冷的冬天和炎热的夏天。年平均温度是−0.3∼11°C。年潜在蒸发950∼1150毫米。年平均降水量535毫米,年降雨量的70%∼80%汛期(6)。这个属性持续时间的不稳定特征,副热带高压的强度和位置在北太平洋夏季(31日]。滦河流域气象迫使有很强的季节性,降水较低和低潜在蒸散在冬季和春季和夏季降水相对较高和高潜在蒸散。这导致一个强大的季节性放电。最高的河流发生在夏季和低流量的季节是冬天。

滦河流域在1972年遭受了严重的干旱,1980 - 1984,1997 - 2005。这个盆地的年径流显示显著的减少趋势,导致了长期的水文干旱在过去十年中,影响供水到天津和唐山的城市。因此,它具有重要意义选择滦河流域作为研究区域,研究干旱传播。

3所示。数据

为研究区域,每日降雨量数据可以从13日雨量数据和5气象站在盆地内部或在1963∼2012。每天流水量数据从1963年到2012年在Luanxian站,而控制滦河流域的98.2%。数据来自13个雨量数据和Luanxian站提供的水文、水资源调查河北省局。5个气象站的降雨量等气象数据(风、温度、湿度等)从中国气象数据下载服务中心(CMDC) (http://data.cma.cn)。

地理空间数据也需要在SWAT模型DEM(数字高程数据)等解决30 m∗30 m,土地利用和土壤数据。民主党从地理空间数据云的网站下载(http://www.gscloud.cn/)。遥感土地利用数据,1970年由中国科学院提供的。土壤数据可以从中国土壤建立和谐世界地图数据库(v1.1) [32,33]。

4所示。方法

4.1。时间改变水文系列的识别

为了调查平稳性假设的有效性在滦河流域降水记录,时间变化观测降水系列被传统的统计方法确定。

以下4.4.1。识别时间趋势

Mann-Kendall(可)趋势检验34,35)是一种主要广泛应用非参数测试对水文时间序列的趋势检测。采用可趋势检验之前,trend-free prewhitening (TFPW)过程提出的悦et al。36)通常是用来有效地消除在可测试序列相关性的影响。

识别真正的斜率可趋势分析,森的斜率估计由森(37)通常采用(38,39]。森的生产应用后,可测试测量的大小可测试中发现的任何重大趋势。

在这项研究中,可与TFPW趋势检验过程和森的方法被用来确定降水的时间趋势。三种方法的细节可以在基西人和Ay40];悦et al。36],Da Silva et al。41分别)。

4.1.2。识别的变化点

有许多方法来确定水文系列的变化点,例如移动F试验方法(42),R / S分析方法(43),和贝叶斯模型44]。

非参数Mann-Kendall-Sneyers测试(34,35,45)是应用于本研究确定的发生点变化。这个测试被广泛用于检测水文数据的突然改变,因为它没有假设的优势分布形式的数据和参数同行也有类似的权力。归一化变量统计 的序列和向前发展 落后的序列的计算和用于情节向前和向后的曲线。如果两条曲线的交点出现在给定的置信区间,然后显示一个变化点。

此外,非参数佩蒂特是测试由佩蒂特(46)进一步从事这项研究检查改变点Mann-Kendall-Sneyers测试获得的。佩蒂特测试检测到一个明显的变化在观察系列的平均值变化的确切时间是未知的46]。一个版本的Mann-Whitney统计 是用来测试是否两个随机变量序列划分段是相同的人口。

读者可能指陈et al。47和谢等。48]在Mann-Kendall-Sneyers详细讨论测试和佩蒂特测试,分别。

4.2。SWAT模型的描述

摘要水土评估工具(SWAT)模型应用于模拟日常流速及流水量和土壤水分在滦河流域时间序列。这是一个semidistributed,基于过程的水文模型。在SWAT模型中,分水岭是分为水文响应单元(HRUs),在CN径流生成模拟的方法或Greeen-Ampt渗透方法。SWAT模型已经广泛应用于径流模拟在不同的时间尺度。

SWAT-CUP,自动参数估计方法,用于估计SWAT模型中的参数。选择算法的SWAT-CUP SUFI-2执行校准和敏感性分析。模型性能评估Nash-Sutcliffe模型效率系数( )[49)和确定系数( ),计算 在哪里 和 分别模拟,观察放电。 是观察到的平均放电。一般来说,每月实体被认为是在> 0.5和日常和月度满意吗 令人满意(0.5 >50]。

4.3。干旱识别

阈值法(51)已被广泛用于干旱的定义(52- - - - - -57),它是用来确认干旱事件在这个研究。

首先,灵敏度分析的阈值对干旱事件识别进行了考虑研究区域选择一个合适的阈值。下一步是计算阈值根据所选百分位的月度时间曲线。因为每月阈值系列离散(“楼梯”模式),30天的中心移动平均线是用于使平滑阈值。随后,干旱事件及其干旱特征(干旱持续时间;开始和结束日期的干旱;干旱赤字体积)可以基于所选择的阈值计算。为了保证可比性的干旱特征,应用相同的阈值水平是至关重要的(百分比)在干旱传播研究[14]。

干旱事件开始时定义一个变量下降低于预定义的阈值并持续到变量超过阈值(58]。

确定是否变量 在于干旱情况的一天 ,一个二进制变量 表现为以下方程: 在哪里 指的是二进制变量和τ预定义的阈值。

持续时间( 干旱事件)我可以计算为 在哪里 变量的总长度吗 和 是时间间隔。 在哪里 偏差阈值吗 那天 。 在哪里 指的是赤字的干旱事件 。 在哪里 干旱事件的最大偏差吗 。

赤字卷被视为最合适的特征来衡量干旱的严重程度。

注意,赤字卷( )只能计算出流变量,例如降雨量和维度(mmT流速及流水量−1)。土壤水分是一个状态变量,类似于地下水头,因此衡量存储。存储系数必须已知土壤水分转化为一个流程变量。它需要详细信息层土壤的性质,这是不可用的。因此,赤字体积不能计算出土壤水分,而最大偏差( )是常用的测量旱灾的严重性。

让 代表平均干旱事件的严重性 ,计算的 在哪里 和 干旱事件的赤字体积和时间吗 ,分别。

两个限制用于识别小干旱根据Hisdal et al。59):(1)旱灾事件持续时间短于5天或(2)干旱事件赤字体积不到0.5%的最大赤字体积的干旱事件。减少过多的轻微的干旱的影响,轻微的干旱,满足这两个限制是不被认为是在这项研究中。

4.4。干旱传播

干旱传播是一个动态的过程,侧重于传播从农业气象干旱和/或水文干旱。基于所确定的干旱事件对于所有类型的干旱在上面的部分中,干旱传播模式将通过分析干旱特征回答两个问题:(1)气象干旱肯定导致农业和/或水文干旱?(2)农业和/或水文干旱一定气象干旱造成的?然后,干旱传播模式的驱动因素将被发现,将建立和干旱传播方程来解释研究区干旱传播模式。

在这项研究中,三种不同干旱传播模式被确定。第一个是,只有气象干旱发生没有其他干旱类型(M)。

第二个是气象干旱发生的情况后跟一个农业或水文干旱。在其定义中,出现的最大延迟时间农业/水文气象干旱是45天。这种传播模式称为农业或干旱水文干旱源于气象干旱(必备/ mh)。

如果农业之间的滞后时间/水文干旱和之前的气象干旱是超过45天,认为农业/水文干旱并不是气象干旱造成的,也就是说,第三种传播模式(NM-A / NM-H)。

5。结果

5.1。时间降水的变化

在这个工作中,一个合适的造型滦河流域的水文响应是一个关键问题,开展了SWAT模型。归化的模型校准条件然后应用于模拟放电1980∼2012年的土壤水分数据,消除人类影响的目的。实际上,这种方法依赖于假设降水模式在1963∼2012年不变。因此,一些统计方法被用来验证静止沉淀模式。

时间序列的年降水量在1963∼2012在滦河流域是通过使用Thiessen多边形技术。

统计Z可测试的值TFPW过程和森的斜率估计量( 年降水量系列)计算,−−0.842和0.906的值,分别。结果表明无意义的年降水量的减少趋势的显著性水平 = 5% ( = 1.96)。

Mann-Kendall-Sneyers测试和佩蒂特是测试在95%的置信水平检测的变化点年降水量系列。从结果Mann-Kendall-Sneyers测试(如图2(一个)),没有交集的置信区间内的曲线显示的没有重大变化点降水系列。佩蒂特一起测试结果(如图2 (b)),这是没有发生了突然的年降水量的变化从1963年到2012年。

(一)
(一)
(b)
(b)
图2
Mann-Kendall-Sneyers测试结果(a)和(b)佩蒂特是测试在1963∼2012年降水量。相对应的细虚线代表临界值95%置信水平。

基于上述结果,对滦河流域的降水是免费的重要的时态变化,暗示静止沉淀模式期间1963∼2012。

5.2。SWAT模型的校准和验证

前1979年是受人类活动的干扰,尤其是没有检查滦河流域水坝和水库。因此1963年- 1979年是不受干扰的时间模型校准和验证基于日常排放。选择从Luanxian水文站径流数据校准和验证SWAT模型在安静的时期(1963 - 1979)。表中列出的结果1。1963 - 1975年的校准周期 和 分别超过0.65和0.65。特别是在每月的模拟,他们都是0.89。在验证期间(1976 - 1979), 和 每月模拟超过0.90,每日模拟的值大于0.74。根据Moriasi et al。50),如果该值 大于0.50,SWAT模型表现良好。

表1
流域的校准和验证的结果。

图3描述了模拟和观测径流值每天Luanxian水文车站规模,并可以看出模拟径流峰值低于测量值,特别是在1964年。


图3
每天观察和模拟放电安静的时期(1963 - 1979)。

低估的洪峰在模型校准和验证,可能有两个主要原因如下。首先,校准模型参数时,更多关注的性能模拟水流过程干燥的时期。其次,由于小堆积的雪在冬天,融雪没有贡献在春天在滦河流域河流。在盆地雪没有显著影响。因此,降雨和其特点是驾驶峰流流动的主要因素。然而,由于有限的观察材料可用,降水数据只有13雨量计站的降水输入使用SWAT模型。因此,这些有限的数据不能完全代表整个流域的降水场。此外,随着不均降水在时间和空间上,滦河流域的降水场空间变量。至于rainstorm-generated stormflow事件中,模型是最不可能准确地捕捉降雨的真正中心,于是导致实际之间存在一些偏差和建模的降水过程。因此,模拟峰值流量显示性能不佳。

图4显示了散点图的观察和模拟日常放电。低流非常接近1:1条线,同意与观察到的在安静的时期。与高流量相比,该模型具有良好的性能来模拟低流。因此,该模型可以用来模拟放电没有人类影响期间1980 - 2012。


图4
散点图的日常模拟与观测放电在Luanxian站1963 - 1979年期间。
5.3。干旱特征
5.3.1。灵敏度分析的阈值

评估对干旱的影响特点,为研究区域,选择一个合适的阈值六十,70,80,90,和95百分位的每月持续时间曲线被认为计算阈值,用观察到的降水数据Luanxian站。根据不同的阈值,5套气象干旱事件和相关特征(持续时间( )和赤字卷( ))被确定。我们分析和比较了五组的结果对干旱持续时间和赤字体积。表2总结了总数,以及的平均值和标准偏差 和 ,5的干旱事件序列。

表2
总结的干旱气象干旱事件的特点的基础上,5种不同的阈值。

一般来说,百分位降低,阈值增加,导致干旱事件的数量上升,以及两者的平均值 和 。阈值过低(例如,一个对应于第95百分位),大部分定义干旱事件本质上是极端事件,意外干旱持续时间太短,体积不够大的赤字。然而,过高的阈值(例如,与60百分位),极端干旱事件被高估了,他们两个超大的持续时间和严重程度。此外,似乎有很多小的干旱,这是与事实不一致。

第70、第80和第90百分位,干旱事件的相关3套有类似的干旱持续时间和赤字体积的平均值,而标准差下降百分比增加。几个以前的研究调查了特性(包括干旱持续时间,干旱严重,和干旱)峰值滦河流域的气象干旱(例如,任et al .,周et al .,王et al .,和王et al。)。通过比较前面的研究人员的研究结果与我们定义的干旱特征阈值基于第80个百分位显示性能更优越。因此,第80百分位似乎适用于研究区域定义一个合适的阈值。第80百分位,定位在第70到第95个百分位,通常用于常年河流(60,61年]。

根据房龙(14),相同类型的阈值应用到降水、径流和土壤水分数据的比较。因此,阈值被定义为每月80的持续时间曲线。

5.3.2。不同干旱类型的特征

根据仿真结果从SWAT模型,不同的干旱类型确定的几个特征。表3显示不同的干旱类型的特点。气象干旱事件的数量显然是最大的,这是1.4和1.5倍水文干旱和农业干旱,分别。然而,气象干旱持续时间短得,平均大约一半的农业干旱。从气象干旱水文干旱,意味着赤字体积明显变弱。

表3
1963 - 2012年期间干旱特征。

水文干旱的最长持续时间超过200天,这是与农业干旱。80%的干旱事件少于70天干旱类型。干旱事件少于30天的占74%,67%,66%,气象、农业、分别和水文干旱。

最大的赤字的气象和水文干旱是44毫米和10毫米,分别。80%的气象干旱事件在赤字体积小于8.2毫米,和80%的水文干旱事件是小于1.67毫米。赤字的干旱事件明显较大的降水,体积和最大的赤字是4倍水文干旱。原因是降雨较大和更多的变量,导致更高的偏差阈值(18]。

滦河上游盆地位于坝上高原,中游流经燕山山脉,而下游地区相对平坦的地形。由于复杂的地形和降雨的不均匀分布,盆地的流速及流水量方案以降水为主。此外,温度是发挥着越来越重要的作用在全球变暖的影响。因此,不仅农业干旱造成的土壤水分不足会发展成水文干旱引起的流速及流水量不足,而且气象干旱,降水不足的结果和/或增加蒸发,将直接导致水文干旱。这是我们的结果背后的主要原因,确定了农业干旱事件不到水文干旱事件表3。

5.4。干旱的传播模式
5.4.1之前。干旱传播类型

一般来说,气象干旱发展成农业干旱水文干旱。基于前面的干旱识别,确定每个干旱事件,传播模式(表有3种不同的干旱4)。83年131年气象干旱发展成为农业或水文干旱,占总数的63.4%(必备/ mh)气象干旱事件。但不是所有气象干旱发展成为农业和水文干旱,这意味着只有气象干旱发生时,也没有其他干旱类型(M)。48 131气象干旱属于这种传播模式。第三种传播类型是农业或水文干旱并不是由气象干旱(NM-A / NM-H)引起的。

表4
干旱传播类型。

表5显示每个干旱的特征类型不同的干旱传播模式。为模式,气象干旱的平均持续时间为25.0天,平均赤字气象干旱是1.9毫米。对于那些气象干旱发展成为农业或水文干旱(必备/ mh),气象干旱持续时间23.6天,平均22.2天,平均气象干旱赤字是7.9毫米和7.6毫米,分别为4.16倍和4.00倍的模式m .因此,严重的气象干旱很容易发展成为农业和水文干旱。

表5
为每个干旱干旱特征传播模式。

农业干旱,—传播模式的平均持续时间46.7天的价值比NM-A模式,类似的结果最大偏差。对水文干旱,平均持续时间和赤字是42.9天,1.4毫米,分别为mh模式,比NM-H模式。这表明气象干旱会导致比较严重的水文干旱。虽然没有气象干旱NM-A和NM-H模式,这意味着每天的降水是高于阈值,降水低于之前的多年平均农业和水文干旱的发生好几天了。

5.4.2。滞后时间从农业/水文气象干旱

开始和结束时间为干旱事件是两个重要的特征,和滞后时间从农业/水文气象干旱发展可以表达的干旱。因此,我们选择从必备/ mh干旱干旱事件传播类型包括气象、农业、水文干旱发生的同时,计算的平均延迟时间开始和结束时间从农业/水文气象干旱。表中列出的结果6。

表6
滞后时间从农业/水文气象干旱。

54%的气象干旱事件导致农业干旱、水文干旱,干旱事件有39%的农业干旱水文干旱之前开始。的平均延迟开始从农业和水文气象干旱是21.3天,26.8天,分别。的平均延迟从农业和水文气象干旱结束时间是36.6天,59.2天,分别在48%农业干旱水文干旱后结束。

5.5。干旱的驱动因素传播
5.5.1。从气象干旱水文干旱

根据NM-A / NM-H干旱传播模式、农业气象干旱并不是唯一的驱动因素和水文干旱。必须有一些其他因素影响农业和水文干旱的发生,即。发病前、降水农业/水文干旱、蒸散等(62年]。

基于月降水和径流数据,吴et al。63年)建立了一个非线性水文干旱持续时间和气象干旱持续时间之间的关系和水文干旱严重,气象干旱严重,分别。但是他们并没有考虑其他因素。本文以下因素的驱动因素选为水文干旱严重程度(DSH):(1)模拟每天蒸散在水文干旱(E),(2)气象干旱严重程度(DS米),(3)模拟土壤水分赤字(SD),和(4)的总和之间的差异日常降水和长期平均每日10 (PD降水1020 (PD)20.30 (PD)30.40 (PD),40)天前水文干旱。然后水文干旱严重程度之间的关系,使用皮尔逊相关分析各驱动因素进行了分析,结果如表所示7。

表7
皮尔森相关分析之间的水文干旱严重程度和每一个驱动因素。

可以看出,SD, DS米DS和E是正相关的H值得注意的是,和PD10与DS负相关H值得注意的是,但PD20.,PD30.和PD40与0.01的显著性水平不显著。与SD的增加,DS米和E和PD的减少10可能发生,水文干旱。然后DS之间的关系H每个重要的驱动因素是一个指数函数来描述的,如图5。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图5
DS之间的指数函数H和SD, DS米E PD10。

进一步说明了干旱的mh的传播模式和NM-H,干旱严重程度之间的关系(DSH),所有的驱动因素是建立使用多元回归分析,可以表示为

确定系数( )是0.656。计算DSH并观察DSH绘制在图6。情节分散系统沿着1:1线。因此,方程可以反映所选驱动的综合影响因素对水文干旱。这三个条件的传播类型表中列出8。


图6
散点图的计算DSH并观察DSH。
表8
的条件(M)的mh和NM-H传播模式。
5.5.2。从气象干旱农业干旱

类似于传播从气象水文干旱,一些因素影响农业干旱程度(SD)选择:(1)DS米,(2)蒸散在农业干旱(E一个),(3)PD10,PD20.,PD30.,PD40。SD和每个因素之间的皮尔逊相关系数表中列出9。可以看出,DS米、EA和PD10通过了显著性检验的显著性水平为0.01。DS米农业干旱和EA产生积极影响,而PD10有负面影响。我们也安装一个SD和每一个驱动因子之间的指数函数(这里没有显示)。多元回归建立了SD和3驱动因素,并给出该模型

表9
皮尔森相关系数SD和驱动因素之间的关系。

方程的确定系数(9)是0.4。计算SD和观测值绘制在图71:1线附近,散落。这个模型可以解释干旱传播类型的M,必备,NM-A。从气象干旱的条件3传播类型农业干旱列出在表10。


图7
模拟的散射和观察SD。
表10
从气象干旱农业传播的条件。

6。讨论

本研究使用每日降雨量、土壤水分和径流数据,以确定干旱传播模式。与月度数据相比,每日数据表现更好识别干旱特征(精确的干旱发生、持续时间、结束时间、和干旱事件)的数量。在一些以往的研究,月度数据,气象干旱指数和水文干旱指数之间的关系 月( =1、2、3…)滞后时间建成, 月相关系数被认为是最高的滞后时间,这是不变的对于一个给定的分水岭(16,64年,65年]。然而,由于不同的干旱特征为每个干旱事件,滞后时间必须改变事件的事件。干旱滞后时间的基础上每日数据可以避免此类问题。

消除人类活动的影响,应用SWAT模型来模拟水流从1963年到2012年在1970年的土地利用状况。这个概念源于observation-modelling框架提出了房龙和Van Lanen [18];乙肝病毒的概念性水文模型应用在一个案例研究区域在西班牙。因为没有观察到整个流域土壤水分值,使用SWAT的另一个优点是提供日常土壤水分模拟识别农业干旱。没有考虑地下水系统的水文干旱在这项研究中,由于数据不可用。然而,河流干旱可能代表了水文干旱在许多先前的研究[66年- - - - - -68年]。因此,降雨、土壤湿度和流速及流水量数据可以用来分析干旱传播模式。

财政赤字的体积,这被视为最好的干旱特征研究干旱传播(58),不是用来计算土壤水分存储(14]。因此,赤字价值只是用来比较气象干旱和水文干旱。根据获得的干旱传播模式,气象干旱导致不必要的农业和水文干旱,反之亦然。为了解释3干旱传播模式,我们试图找到可能的驱动因素的农业和水文干旱的形成。然后关系之间的驱动因素和水文干旱和农业干旱和驱动因素的系数,建立了测定0.656和0.4,分别。虽然精度不高足以使水文和农业干旱预测,它确实解释在滦河流域干旱传播模式。

第80个百分位被广泛用作干旱识别的阈值,也适用于滦河流域(69年]。不同的阈值可能影响干旱特征,然后在干旱传播模式。和也干旱持续时间超过5天计算,这些短于5天被忽视,也影响了传播模式。因此,选择阈值的不确定性和干旱事件应进一步研究。这里不考虑人类活动,这是另一个问题是研究在未来。

7所示。结论

摘要导致干旱的识别传播模式在一个分水岭,特别是通过日常观察和模拟数据的解释。结论如下:(1)消除人类活动的影响,获取土壤水分数据,SWAT模型是用来得到自然条件下的水文气象数据。滦河流域的模型表现很好,和模拟结果可用于研究干旱传播。(2)干旱三种传播模式,获得必备/ H, M-NA / NH, NM-A / H。不必要的气象干旱导致农业/水文干旱、和农业/水文干旱未必是由气象干旱引起的。(3)可能的驱动因素,农业和水文干旱被发现,和农业之间的关系/水文干旱和驱动因素是由多元回归方法。这些关系可以解释3干旱传播模式。

数据可用性

数据保密性和隐私,我们禁止共享数据用于生产的结果。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由中国国家自然科学基金支持的(没有。51479130)。我们感激水文、水资源调查河北省局提供降雨数据。