基于Monte Carlo的松花江流域(吉林省内)降水分布型及旱涝预测研究

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水资源是人类赖以生存的不可或缺的重要物质,是工农业生产和经济发展所必可少的宝贵自然资源。随着经济发展水平的提升,工农业用水在不断增加,水资源的短缺显得越来越突出。松花江水系是我国七大江河之一,是吉林省内最大的河流,也是吉林省水资源存储与供给的重要河流之一。松花江流域在吉林省内的流经范围从长白山天池一直到松原市三岔河口,全长958km,流域面积73749平方公里,流经安图县、抚松县、敦化市、桦甸市、靖宇县、蛟河市、吉林市、永吉县、九台市、舒兰市、德惠市、榆树市、扶余县、农安县、前郭县、松原市,至三岔河与嫩江相汇。流域内地形复杂,气候差异明显。流域上游区降水量较大,河流纵横,是温带湿润季风区。流域中游为吉林省经济最发达地区,降水量相对上游有所减少,为半湿润季风区。流域下游为松嫩平原南部,吉林省内半干旱区,由于离海较远,气候表现出明显的大陆性,蒸发量较大,降水量较少。吉林省内的松花江流域是主要工农业区、城市集中地带。但是由于气候的差异导致上游洪涝灾害频发,而下游松原市等地干旱问题突出。本文根据松花江流域内7个代表性地级市的多年年均降水量数据分析,揭示研究区的降水分布型规律,并对松花江流域上游洪涝及下游干旱进行了预测,研究结果为:1.以长春市为例,选用1956年—2008年53年的降水数据,分别求其降水量的降水距平百分率和Z指标,根据两者划分旱涝的等级,对其旱涝年份进行划分。得出Z指标划分的旱涝等级要优于降水距平百分率,比降水距平百分率更贴近实际。2.利用Risk Simulator○R2012软件对7个地区降水Z指标的原始数据,依K-S检验量和P-Value进行分布型排序得出各地区降水Z指标客观的分布型:白山市为柯西分布;延边朝鲜族自治州为T-分布;吉林市、辽源市、长春市和四平市为正态分布;松原市为极大值分布。3.利用Risk Simulator○R2012软件的分布分析工具,对松花江流域(吉林省内)上游的白山市、延边朝鲜族自治州、吉林市以及松花江流域(吉林省内)下游的松原市,进行了概率密度函数(PDF)、累积概率密度函数(CDF)和逆累积概率(ICDF)的计算,用于洪涝趋势的预测和干旱的预测。4.利用SPSS软件的ARMA模型分别预测了松花江流域代表性区域白山市、延边朝鲜族自治州、吉林市和松原市2013年到2015年的降水量。其中白山市和松原市为ARMA(2,2)模型,延边朝鲜族自治州和吉林市均为ARMA(1,1)模型。
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