水文干旱分析中游程理论的运用论文

水文干旱分析中游程理论的运用论文1前言干旱是对人类威胁很严重的自然灾害，它是指“在长期无降水和少降水或降水异常偏少的气候背景下，水分供求严重不平衡的现象[1-3].”根据学科的不同可将干旱大致分为四类：气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱[4].干旱形式不同分析方法也多种多样，利用降雨量对地区干旱的分析属于水文干旱的范畴，通常用游程理论来研究分析干旱的程度及分布规律。本文用此方法对山东省5个气象站点（德州、东营、莱阳、石岛、菏泽）进51a的降雨资料进行计算分析，介绍游程理论在水文干旱中的`具体应用。2游程理论2.1游程的期望长度13.实例分析此次采用山东省5个气象观测站点（德州、东营、莱阳、石岛、菏泽）1961-2011年逐月降水资料，以气象干旱中月尺度下Pa的划分标准为准则，对干旱过程进行识别。2式中：p为某月的降水量，p为该月多年平均降水量。由式（5）计算各站点各月降水量距平百分率，参考表1划分为相应的干旱烈度，统计不同干旱烈度下游程长度和发生频率之间的关系，由公式1计算出德州、东营等5个站点在4个干旱烈度情况下的期望，在期望的基础上通过公式2得出4个干旱烈度下5个站点的迁移概率。以德州站点为例，当k=1时，统计出最长干旱历时5个月出现4次，最短干旱历时1个月出现73次，干旱历时期望值为1.708个月；k=2时，最长干旱历时3个月出现8次，最短干旱历时1个月出现69次，期望值1.408个月；k=3时，最长干旱历时3个月出现3次，最短干旱历时1个月出现53次，期望值1.275个月；k=4时，最长干旱历时2个月出现7次，最短干旱历时1个月出现39次，期望值1.152个月。干旱烈度k=1（轻旱及以上的干旱）时，石岛在各个烈度下的迁移概率最小，发生干旱的可能性最低，德州迁移概率最大，发生干旱的可能性最大。随着干旱烈度的增大，迁移概率随之减小。在干旱烈度k=4时，石岛的迁移概率为0,从未发生过特旱及以上干旱。选取干旱烈度k=3（重旱及以上的干旱）、k=4（特旱及以上的干旱），由公式（3）计算德州、东营等五个站点的概率分布。干旱连长为1时，各个站点概率分布值为1,随着干旱连长的增大，概率分布值逐渐变小，当连长到7时，各个站点概率分布值为0.由公式（4）计算各个站点的重现期。以德州为例，k=3时，干旱持续1个月的重现期为0.46年，2个月的重现期为2.3年；k=4时，干旱持续1个月重现期为0.7年，2个月的重现期为5.4年，随着干旱持续时间增长，重现期越来越大。发生同等级干旱时，石岛的重现期较其他站点大，各站点未来不会发生连续大烈度干旱。4结语通过对德州、莱阳等五个气象站点51a逐月降雨资料的分析，在五个站点中德州发生小烈度干旱概率最大，东营发生大烈度干旱概率最大，各地区未来不会发生连续大烈度干旱。游程理论通过降雨量分析地区干旱程度简洁直观，本文仅采用五个气象站点，若想反映山东省整体干旱分布情况，需要加入更多站点资料分析。参考文献：[1]WilhiteDA.Droughtplanning.Aprocessforstategovenment[J].WaterResourceBulletin,1991,27（1）：29-38.[2]冯平,朱元.干旱灾害的识别途径[J].自然灾害学报,1997.[3]彭高辉，夏军等。黄河流域干旱频率分布及轮次数字特征分析[J].人民黄河,2011.[4]董前进,谢平.水文干旱研究进展[J].水文,2014.