基于SWAT的金塔河流域综合干旱指数构建及其适用性分析
2021-09-28粟晓玲
梁 筝,粟晓玲,b
( 西北农林科技大学 a 水利与建筑工程学院,b 旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西 杨凌 712100)
干旱是指长时间的水分短缺造成的水资源供需不平衡现象,是一种成因复杂、发生频繁、影响广泛的自然现象[1-2],同时也是对我国社会经济影响最严重的气象灾害之一[3]。干旱通常分为气象干旱、农业干旱、水文干旱以及社会经济干旱4类,干旱指数在干旱分析中起着表征、度量和对比干旱程度的重要作用[4],是监测、评价和研究干旱发生、发展的基础[5]。常用的干旱指数有表征气象干旱的标准化降水指数[6](standardized precipitation index,SPI)和标准化降水蒸散发指数[7](standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),表征水文干旱的标准化径流指数[8](standardized runoff index,SRI)及表征农业干旱的标准化土壤湿度指数[9](standardized soil moisture index,SSI)等。不同类型的干旱分析需要不同的干旱变量,然而一些干旱变量的实测数据获取困难,水文模型作为一种间接获取干旱变量的方式被广泛应用。SWAT(soil and water assessment tool)模型是一种基于物理机制的、连续性的分布式水文模型[10],可应用于流域水文过程的模拟与管理,Zhang等[11]利用降雨数据及SWAT水文模型模拟出的蒸散发与土壤湿度等,构建了帕尔默干旱指数(palmer drought severity index,PDSI)、SPI以及SPEI等。
由于干旱成因的复杂性以及不同干旱变量之间的关联性,单一的变量无法表征干旱的全部特性[12],故构建多维变量的综合干旱指数可为干旱的监测、预防以及调控提供支持。综合干旱指数常用的构建方法有模糊综合法[13]、主成分分析法[14]、Copula函数联结法[15]等,但模糊综合法在赋权时存在一定的主观性,易造成误差;……