水文干旱分析中游程理論的運用論文

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水文干旱分析中游程理論的運用論文

　　1 前言

水文干旱分析中游程理論的運用論文

　　干旱是對人類威脅很嚴重的自然災害，它是指“在長期無降水和少降水或降水異常偏少的氣候背景下，水分供求嚴重不平衡的現象[1-3].”根據學科的不同可將干旱大致分為四類：氣象干旱、農業干旱、水文干旱和社會經濟干旱[4].干旱形式不同分析方法也多種多樣，利用降雨量對地區干旱的分析屬于水文干旱的范疇，通常用游程理論來研究分析干旱的程度及分布規律。本文用此方法對山東省 5 個氣象站點（德州、東營、萊陽、石島、菏澤）進 51a 的降雨資料進行計算分析，介紹游程理論在水文干旱中的具體應用。

　　2 游程理論

　　2.1 游程的期望長度【1】

　　3. 實例分析

　　此次采用山東省5個氣象觀測站點（德州、東營、萊陽、石島、菏澤）1961-2011 年逐月降水資料，以氣象干旱中月尺度下 Pa的劃分標準為準則，對干旱過程進行識別�！�2】

　　式中：p為某月的降水量， p為該月多年平均降水量。

　　由式（5）計算各站點各月降水量距平百分率，參考表 1 劃分為相應的干旱烈度，統計不同干旱烈度下游程長度和發生頻率之間的關系，由公式 1 計算出德州、東營等 5 個站點在 4個干旱烈度情況下的期望，在期望的基礎上通過公式 2 得出 4 個干旱烈度下 5 個站點的遷移概率。

　　以德州站點為例，當 k=1 時，統計出最長干旱歷時 5 個月出現 4 次，最短干旱歷時 1 個月出現 73 次，干旱歷時期望值為1.708 個月；k=2 時，最長干旱歷時 3 個月出現 8 次，最短干旱歷時 1 個月出現 69 次，期望值 1.408 個月；k=3 時，最長干旱歷時 3 個月出現 3 次，最短干旱歷時 1 個月出現 53 次，期望值1.275 個月；k=4 時，最長干旱歷時 2 個月出現 7 次，最短干旱歷時 1 個月出現 39 次，期望值 1.152 個月。

　　干旱烈度 k=1（輕旱及以上的干旱）時，石島在各個烈度下的遷移概率最小，發生干旱的可能性最低，德州遷移概率最大，發生干旱的可能性最大。隨著干旱烈度的增大，遷移概率隨之減小。在干旱烈度 k=4 時，石島的遷移概率為 0,從未發生過特旱及以上干旱。選取干旱烈度 k=3（重旱及以上的干旱）、k=4（特旱及以上的干旱），由公式（3）計算德州、東營等五個站點的概率分布。干旱連長為 1 時，各個站點概率分布值為 1,隨著干旱連長的增大，概率分布值逐漸變小，當連長到 7 時，各個站點概率分布值為 0.由公式（4）計算各個站點的重現期。以德州為例，k=3 時，干旱持續 1 個月的重現期為 0.46 年，2 個月的重現期為2.3 年；k=4 時，干旱持續 1 個月重現期為 0.7 年，2 個月的重現期為 5.4 年，隨著干旱持續時間增長，重現期越來越大。發生同等級干旱時，石島的重現期較其他站點大，各站點未來不會發生連續大烈度干旱。

　　4 結語

　　通過對德州、萊陽等五個氣象站點 51a 逐月降雨資料的分析，在五個站點中德州發生小烈度干旱概率最大，東營發生大烈度干旱概率最大，各地區未來不會發生連續大烈度干旱。

　　游程理論通過降雨量分析地區干旱程度簡潔直觀，本文僅采用五個氣象站點，若想反映山東省整體干旱分布情況，需要加入更多站點資料分析。

　　參考文獻：

　　[1]Wilhite D A.Drought planning.A process for state govenment[J].Water Resource Bulletin,1991,27（1）：29-38.

　　[2] 馮平 , 朱元 . 干旱災害的識別途徑 [J]. 自然災害學報 ,1997.

　　[3]彭高輝，夏軍等。黃河流域干旱頻率分布及輪次數字特征分析[J].人民黃河 ,2011.

　　[4] 董前進 , 謝平 . 水文干旱研究進展 [J]. 水文 ,2014.

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