关中地区旱涝灾害演变特征及多事件相关性分析

摘要

旱涝灾害一直是关中地区发生最频繁的自然灾害，其频发是影响关中地区社会经济快速发展的主要因素之一，因此旱涝灾害演变特征的分析及其与其他自然事件的相关性分析对关中地区旱涝灾害的预警应对具有重要意义。
　　本文以关中地区旱涝灾害为研究对象，分别基于灾害史料和实测降雨量数据重建关中地区长时间尺度（544年）和关中西安地区短时间尺度（63年）的旱涝灾害等级序列。基于统计学原理，探究旱涝灾害的时空分布特征；结合累积距平法、滑动平均法、旱涝转移矩阵、功率谱分析及小波分析法探究隐藏在旱涝灾害等级序列中的转移特征、阶段性和周期性；基于相关分析理论，探究人类活动、实测气温、太阳黑子活动、ENSO事件对旱涝灾害频发的影响。主要成果如下：
　　（1）分析了长时间尺度下关中地区旱涝灾害的时空分布特征和演变趋势。结果表明：1470～2013年间关中各地呈现干旱较洪涝灾害发生频繁，但洪涝发生严重程度高于干旱灾害的趋势；各地旱涝灾害转移特征、阶段性明显，且大部分地区偏涝期的持续时间远长于偏旱期；各地旱涝灾害等级序列周期性特征明显，且均存在3个较明显的周期峰值。
　　（2）分析了短时间尺度下关中地区旱涝灾害的时空分布特征和演变趋势。结果表明：63年中西安各季及年度旱涝灾害发生频繁，“旱涝并存、旱涝急转”现象凸显，且各季及年度旱涝灾害转移特征明显；旱涝灾害等级序列阶段性特征明显，且偏旱期的平均持续时间高于偏涝期；旱涝灾害演变具有11、19、24年的周期演变，且主要存在3个较明显的周期峰值。
　　（3）对比分析基于史料建立的旱涝灾害等级序列和基于实测降雨量数据建立的旱涝灾害等级序列的关联性与差异性。结果表明：大部分时间上西安地区的降雨量与洪涝灾害造成的损失呈正比，与干旱灾害造成的损失呈反比，但局部时间段仍存在“年降雨量少，仍出现严重洪涝灾害”、“年降水量多，仍出现严重干旱灾害”的情况。
　　（4）探究了降雨量与气温变化、降雨量与太阳黑子活动及旱涝灾害等级与ENSO事件的相关性。结果表明：63年来西安地区大部分季节旱涝特征表现出暖干化的趋势，旱涝灾害对气温变化的响应表现为总体偏旱，干旱灾害发生频率与强度均呈加剧趋势；63年来西安地区整体上呈现出太阳黑子相对数越大，洪涝灾害发生越频繁的趋势，且在太阳黑子相对数极大值年份及其前后年份，洪涝较干旱灾害发生频繁，在极小值年份及其前后年份，干旱较洪涝灾害发生频繁；El-Nino强度等级增强时，洪涝灾害发生的频率和强度增加，但El-Nino事件发生年份，干旱灾害的发生频率高于洪涝灾害，当La-Nina强度等级增大时，干旱灾害发生的频率和强度增加，但La-Nina事件发生的年份，洪涝灾害的发生频率高于干旱灾害。
　　（5）提出了关中地区旱涝灾害防治措施及建议。针对当前关中地区旱涝灾害发生规律和演变特征，分别从工程措施、管理措施和信息化措施等三个方面提出关中地区旱涝灾害的防治措施及建议。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 研究综述

1.4 研究内容

1.5 技术路线

1.6 难点及创新点

2 资料来源与处理方法

2.1 研究区概况

2.2 资料来源

2.3 处理方法

2.4 本章小结

3 基于历史数据重建的旱涝灾害等级演变特征分析

3.1 等级划分

3.2 时空分布特征

3.3 演变趋势分析

3.4 本章小结

4 基于自然实测降雨的旱涝灾害等级演变特征分析

4.1 等级划分

4.2 时空分布特征

4.3 演变趋势分析

4.4 两种标准关联性与一致性分析

4.4 本章小结

5 关中地区旱涝灾害演变与多事件的相关性分析

5.1 相关性分析概述

5.2 降雨量与气温变化相关性分析

5.3 降雨量与太阳黑子活动的相关性分析

5.4 旱涝灾害与ENSO事件的相关性分析

5.5 本章小结

6 关中地区旱涝灾害防治措施及建议

6.1 工程措施

6.2 管理措施

6.3 信息化措施

6.4 本章小结

7 研究总结与展望

7.1 研究总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

附录

一、硕士期间发表论文

二、硕士期间主持或参与的科研课题

三、硕士期间所获奖励