基于干旱和水位特征构建水库人工增雨需求指数

为定量化描述水库人工增雨需求,以浙江兰溪芝堰水库为研究对象,基于降水、径流和水位历史观测数据,采用实际概率分布阈值法确定逐月不同等级水库水位指标(Water Level Index, WLI)百分位阈值,通过熵权法联合表征气象干旱的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index, SPI)和表征水文干旱的标准化径流指数(StandardizedStreamflow Index,SSI)构建水库整体干旱指数(Drought Index, DI),综合WLI和DI构建水库人工增雨需求指数(Demand Level Index, DLI)等级,研究WLI、DI和DLI时间特征,结合水库历史记录分析DLI的适用性,结果表明:(1)确定的逐月不同等级WLI百分位阈值能够精细化表征水库在一年内不同时期的缺水程度。(2)1990—2019年气象干旱无明显变化,水文干旱程度加大,其中春季变旱趋势最明显。(3)气象(水文)干旱在夏秋季发生总频率为33.9%(35.0%),高于冬春两季的30.0%(28.3%)。重、特旱在春季的发生频率最高,气象和水文干旱发生频率分别为11.2%和10.0%。水文干旱与气象干旱的时滞性不明显,水文干旱平均历时和平均烈度均高于气象干旱,具有更高的危害性。(4)不同等级的DLI年际分布与WLI较为相近,季节分布与DI分布相似。与2004年之前相比,2004年之后增雨需求出现更为频繁,持续存在时间更长。增雨需求在夏季占比最高,为40.0%,但高度、强烈增雨需求在春季占比最高,为14.4%。(5)构建的DLI等级可以较好地表征水库实际需求,当DLI等级大于等于4持续多个月时,水库可能会出现用水紧张并应采取相关紧急措施。