關(guān)中地區(qū)干旱預(yù)警與應(yīng)急水源配置研究.pdf

1、自古以來關(guān)中地區(qū)就是我國農(nóng)業(yè)最為發(fā)達的地區(qū)之一，在秦、漢、唐時期更是全國的政治、經(jīng)濟、文化中心，但由于地處半干旱地區(qū)，屬于資源型缺水區(qū)，人均占有水資源量和畝均占有水量分別只有全國平均水平的17.3％和15%。加上本地區(qū)蓄水工程較少，調(diào)蓄能力差，供水保證率低，干旱缺水嚴重，旱災(zāi)十分頻繁，是制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、阻礙經(jīng)濟發(fā)展、困擾人民生活的嚴重自然災(zāi)害。為改變長期以來被動、盲目應(yīng)對干旱災(zāi)害的局面，減少干旱災(zāi)害造成的損失，及時消除干旱對社會經(jīng)濟

2、的不良影響，加強干旱預(yù)警研究，并據(jù)此對干旱的應(yīng)急水源進行合理配置已成為當(dāng)務(wù)之急。本文在野外調(diào)查、資料收集的基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)計分析、遙感解譯、模糊分析等方法研究了關(guān)中地區(qū)的干旱特征，探索了干旱的遙感監(jiān)測方法，建立了關(guān)中地區(qū)干旱預(yù)警系統(tǒng)，并制定和計算了不同干旱等級下的供用水方案和缺水量，為應(yīng)急水源配置奠定了基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對關(guān)中地區(qū)降水、地表水和地下水的動態(tài)變化規(guī)律進行研究，總結(jié)分析了該地區(qū)水資源時空分布特征，對研

3、究區(qū)水資源總量和可利用水資源量進行了評價。關(guān)中地區(qū)氣候干燥，水資源時空分布差異較大。從地理分布來看，降水由南向北、由西向東呈遞減趨勢；地表水以渭河為界，渭河以南顯著豐富于渭河以北；地下水水位受地形地貌影響，由南北山前向中部渭河逐漸減小。從時間分布來看，降雨和地表水的年內(nèi)分布基本一致，降水量的60～75%、地表水徑流量的50—65%集中于汛期（6～9月）4個月，且多年來地表水來水量有衰減的趨勢。⑵運用數(shù)理統(tǒng)計方法分析了1949年至1995

4、年關(guān)中地區(qū)的歷史干旱資料，計算出關(guān)中地區(qū)各區(qū)縣干旱頻次，并采用 K-means方法對其進行了聚類分析，繪制了關(guān)中地區(qū)干旱災(zāi)害頻次分布圖。干旱頻次分析表明關(guān)中地區(qū)干旱十分頻繁，幾乎年年有旱，在統(tǒng)計的47年中，發(fā)生的小區(qū)干旱達到280次，四季中夏季發(fā)生旱災(zāi)的比例最高，達到35.8%。干旱發(fā)生的空間特點為東西兩頭極重、中北部次之、中部再次之、中南部最輕。以糧食產(chǎn)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過引入旱災(zāi)累計程度概念，計算了各區(qū)縣20年來因旱損失程度，反映了各

5、區(qū)縣抗旱能力的差異，繪制了關(guān)中地區(qū)各區(qū)縣旱災(zāi)累計程度分布圖，展現(xiàn)了在相似氣候條件下，人類活動對于旱災(zāi)結(jié)果的影響。⑶基于遙感技術(shù)的干旱監(jiān)測具有監(jiān)測尺度大、時效性強和監(jiān)測成本低廉的優(yōu)點，論文采用美國地球觀測系統(tǒng)（EOS）中分辨率成像光譜儀（MODIS）500m精度數(shù)據(jù)，進行關(guān)中地區(qū)遙感干旱監(jiān)測研究。結(jié)合歸一化植被指數(shù)（NDVI）和歸一化水體指數(shù)（NDWI）的優(yōu)勢，應(yīng)用歸一化干旱指數(shù)（NDDI）實現(xiàn)了對關(guān)中地區(qū)2014年伏旱的遙感干旱監(jiān)測并進

6、行了結(jié)果分析。并利用MODIS影像分析結(jié)果，獲得各區(qū)縣的受旱面積和受旱程度。⑷以模糊可變集理論為基礎(chǔ)，建立了關(guān)中地區(qū)干旱預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合考慮了關(guān)中地區(qū)干旱災(zāi)害發(fā)生頻次指標(biāo)、干旱災(zāi)害程度累計指標(biāo)、連續(xù)無雨天數(shù)指標(biāo)和MODIS遙感干旱監(jiān)測等級指標(biāo)，通過分析各指標(biāo)的閾值，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)矩陣和可變區(qū)間矩陣，實現(xiàn)了不同層次、不同緯度影響因素的標(biāo)準(zhǔn)化考量和綜合評估，完成對關(guān)中地區(qū)的干旱狀態(tài)評價，并根據(jù)評估結(jié)果發(fā)布相應(yīng)的干旱預(yù)警警報。⑸以行政區(qū)縣為單位