渭河流域水文要素演变规律与致灾机理研究

渭河是黄河优选的支流。《渭河流域水文要素演变规律与致灾机理研究》以渭河流域为研究对象，分析流域水文要素变化规律，揭示流域水文气象序列变化规律。使用多个干旱指数定量评价水旱灾害过程，基于统计降尺度法对全球气候模式下渭河流域未来的降水量进行预估，采用多时间尺度的干旱指数进行干旱预测和分析。分析渭河流域洪水暴雨特性，使用层次分析法进行灾害风险分析。基于模糊综合法对渭河流域的干旱进行综合评价，分析干旱灾害风险和致灾机理，评估洪水灾害风险并分析致灾机理。提出相应的水灾害防治对策，为渭河流域生态保护提供参考。本书可供从事流域水文分析模拟、水灾害防治等工作的专业人员参考，也可作为随机水文学、水文统计等相关课程教材。

总序一
总序二
总序三
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 渭河流域概况 4
1.2.1 自然地理概况 4
1.2.2 水文气象概况 6
1.3 研究进展 7
1.3.1 干旱和干旱评价指标 7
1.3.2 干旱的监测和预报 9
1.3.3 气候模式结果应用中的统计降尺度方法 9
1.3.4 干旱灾害风险评估 11
1.3.5 洪水灾害风险评估 12
1.4 研究内容和技术路线 14
1.4.1 研究内容 14
1.4.2 技术路线 15
第2章 气候变化下渭河流域水文要素变化规律 16
2.1 水文气象序列变化的研究方法 16
2.1.1 Mann-Kendall法 16
2.1.2 小波分析法 17
2.2 渭河流域降水变化特征 18
2.2.1 降水的空间分布特征 18
2.2.2 降水的时间变化特性 19
2.3 渭河流域气温变化特征 23
2.4 渭河流域蒸发量变化特征 24
2.5 渭河流域径流量变化特征 25
2.5.1 径流量序列变异诊断 26
2.5.2 径流量序列变异归因分析 33
2.5.3 径流量序列变异贡献率分析 35
2.6 本章小结 39
思考题 40
第3章 气候变化下渭河流域水旱灾害过程及其响应评价 41
3.1 基于标准降水指数的渭河流域干旱评价 41
3.1.1 不同时间尺度的SPI计算 42
3.1.2 不同时间尺度的SPI分析 43
3.1.3 不同时间尺度的SPI与实际干旱对比分析 44
3.1.4 使用SPI6分析渭河流域干旱趋势特征 45
3.1.5 基于SPI6的干旱历时与干旱烈度 47
3.1.6 基于SPI12的干旱历时与干旱烈度 50
3.2 基于统计降尺度的渭河流域历史降水过程模拟 53
3.2.1 研究方法 54
3.2.2 大尺度气候预报因子的选择 57
3.2.3 大尺度气候预报因子的主成分分析 58
3.2.4 基于多元回归分析的降水量统计降尺度模型率定和检验 68
3.2.5 基于RBF神经网络的降水量统计降尺度模型率定和检验 73
3.2.6 多元线性回归算法与RBF神经网络算法的降水量模拟结果比较 76
3.3 基于CMIP5对渭河流域未来降水量的预估 80
3.3.1 CMIP5的数据 80
3.3.2 CMIP5的排放情景 81
3.3.3 基于CNRM-CM5模式进行降尺度预估降水量 82
3.3.4 基于CanESM2模式进行降尺度预估降水量 83
3.4 渭河流域未来干旱过程的模拟和评价 87
3.4.1 渭河流域多时间尺度SPI的月干旱模拟和分析 87
3.4.2 渭河流域多时间尺度SPI的季节干旱模拟和分析 88
3.4.3 基于Mann-Kendall法的渭河流域季节性干旱趋势 89
3.4.4 渭河流域干旱特征变量的提取与评价 89
3.5 本章小结 91
思考题 91
第4章 气候变化下渭河流域干旱洪水致灾机理研究 92
4.1 渭河流域多种干旱指数计算 92
4.1.1 降水距平百分率 92
4.1.2 Palmer干旱指数 93
4.1.3 标准降水指数 96
4.1.4 河道来水量距平百分率 96
4.2 基于模糊综合法的渭河流域干旱评价 97
4.2.1 基于熵权法赋权的模糊评价因子权重确定方法 98
4.2.2 基于模糊综合法的干旱评价方法 99
4.2.3 渭河流域综合干旱指数计算 100
4.2.4 渭河流域综合干旱指数的趋势特征 102
4.2.5 渭河流域各分区不同年代的干旱 104
4.2.6 渭河流域季节性干旱变化 106
4.2.7 渭河流域综合干旱指数的周期分析 109
4.3 渭河流域干旱及洪水致灾因子 109
4.3.1 干旱致灾因子——综合气象干旱指数的计算 110
4.3.2 渭河流域综合气象干旱指数的结果 111
4.3.3 渭河流域洪水等级的计算方法 114
4.3.4 渭河流域洪水等级的计算结果 116
4.3.5 渭河流域的暴雨规律 119
4.3.6 灾害风险 122
4.3.7 风险综合分析方法的选取和指标权重确定 127
4.4 渭河流域干旱灾害风险和致灾机理 130
4.4.1 层次结构的建立和指标权重确定 130
4.4.2 干旱灾害风险评估模型 131
4.4.3 干旱灾害风险评估结果 132
4.4.4 不同年代的旱灾风险指数 134
4.4.5 干旱致灾机理 135
4.5 渭河流域洪水灾害风险和致灾机理 136
4.5.1 渭河流域洪水灾害特征 136
4.5.2 渭河流域洪水灾害评估指标 137
4.5.3 洪水灾害风险评估模型 138
4.5.4 洪水灾害风险评估结果 139
4.5.5 洪水致灾机理 140
4.6 本章小结 141
思考题 142
第5章 总结与展望 143
参考文献 146