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旱灾是由短期的气候异常所造成的一种自然灾害,具有发生频率高、影响范围大、持续时间长、危害性大的特点。在气象灾害、农业干旱、水文干旱以及社会经济干旱中以农业干旱灾害对河南省的影响尤为突出,是河南省农业生产的主要制约因素。构建合理农业干旱指标体系,科学地评价、监测、预测预报农业干旱状况,对农业区划、资源开发、农业规划和粮食生产等具有重要意义。对于农业大省、人口大省的河南省,农业干旱风险评价是及时反映受灾情况,制定抗灾对策,优化旱灾防御措施的重要基础,是河南省生态农业可持续发展的保障,是河南省制定经济发展规划的重要依据。
论文主要研究内容概述如下:
(1)通过对河南省的历史干旱的统计分析,受气候的影响和自然条件的差异,呈现南涝北旱、北涝南旱、先旱后涝、旱涝交错的情况;季节性明显,季旱出现的几率顺序是:夏旱>春旱>秋旱>冬旱;持续性久;地域性明显,不论是一般旱灾还是严重旱灾,出现的几率都是豫北、豫西最大,豫东次之,豫南区域最小;流域性明显,从受灾的不同旱级发生的年数来看,海河、黄河流域旱灾最重,淮河次之,长江又次之。
(2)选取降雨量距平百分率作为干旱因子通过游程理论对河南省的干旱特征进行识别,包括干旱烈度、干旱强度和干旱历时,建立了干旱烈度频率曲线,并且根据河南省近60年来的降雨量距平值,运用小波分析的方法计算出了河南省农业干旱存在10年和22年的周期;
(3)以降雨量距平百分率为指标,利用克里金空间插值法以及M-K趋势分析法分析了河南省近60年来降雨的地区分布、降雨距平百分率的地区分布和不同等级的干旱发生的地区分布;河南省多年平均降雨量值总体成增加趋势,但趋势不明显,基本趋于稳定,但在年际尺度中波动幅度比较大;并且河南北部降雨量以及降雨量距平百分率呈减少趋势,南部呈增加趋势,说明河南省北部变旱的趋势比南部要严重。
(4)选取暴露性因子、脆弱性因子以及抗旱能力因子,通过T-S模糊神经网络构建模型,对河南省5站点进行了农业干旱风险的评价研究。轻度、中度、严重、特大干旱时的风险期望值分别为1.5、3.0、4.5、6.0,其中,信阳和商丘的农业干旱风险年际波动比较大,信阳10年间其风险值最大达到8.0,最小只有2.5左右;郑州、安阳和三门峡的农业干旱风险年际变化比较平稳。
(5)针对河南省农业干旱风险管理现状,基于农业需水分析和供水分析,当出现中度干旱时,河南省的农业用水保证率为73.0%,特别是济源、漯河、鹤壁、许昌、商丘、濮阳农业用水保证率低于70%。当出现严重干旱、特大干旱时,全省的农业用水保证率分别为52.9%、48.2%。
最后,对论文的主要研究内容和成果进行了总结,并针对论文的一些不足之处提出了展望,对河南省的抗旱规划以及干旱灾害风险管理战略研究等提出了一些建议。