基于标准化前期降水蒸散指数的新疆干旱时空演变特征

标准化前期降水蒸散指数(Standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI)是一种新的日尺度干旱指数,相对标准化降水蒸散指数(SPEI)而言,它不仅考虑当日的降水和蒸散情况,还考虑了早期水分平衡对当天干湿条件的影响,在描述和监测干旱方面更为稳健。本文根据新疆地区42个气象站2000—2019年气象要素数据计算SAPEI,利用线性趋势、M-K检验和反距离插值等方法,研究了21世纪以来新疆地区SAPEI时空变化特征,并基于SAPEI的分区和分代际比较分析了新疆地区干旱强度的时空变化,进而对新疆干旱发生的区域性和广泛程度的四季变化以及不同干旱等级发生频率的空间分布格局进行了探讨。结果表明:新疆气候整体呈湿润化,近年来干湿差异扩大,空间上存在部分相对湿润地区显著变干的现象;新疆春季变干,夏、秋、冬季变湿,夏冬两季在时间和空间上的干湿变化差异截然相反;20年来全疆和分区的干旱强度均显著降低,空间上东北部高、中部和西南部低;新疆干旱范围呈缩减趋势,近年来存在干旱等级提升风险,春季干旱范围扩大;新疆不同干旱等级的发生频率存在空间差异,北疆南部、东北部和西北部分别多发轻旱、中旱和重旱,南疆主要为中旱和轻旱,东疆西部多为轻旱,而东疆东部则主要为重旱。

基于区间两阶段抗风险随机规划的绿洲水资源优化配置

合理配置绿洲灌区的水资源是缓解绿洲水资源压力的主要解决方法。选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为研究区域,使用离散概率函数处理策勒河近60 a的年径流量数据,结合策勒绿洲特色经济果林种植特点,建立含有抗风险方法的区间两阶段随机规划模型,并基于灰度线性规划的解法对该模型进行求解。结果表明:在策勒河来水量不确定时,应优先灌溉红枣;相比原区间两阶段随机规划方法,引入抗风险方法后得到的配水策略虽略保守,却可以在枯水年与平水年保持总收益区间上限不变的同时,将总收益的区间下限分别从5.1×10^(7)元、2.12×10^(8)元提高到5.6×10^(7)元、2.17×10^(8)元。通过典型案例应用分析,显示区间两阶段抗风险随机规划模型的应用不仅能够保证在满足各作物需水要求的情况下争取收益最大化,并且可以抵御由于水量不足而带来的风险。