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user: 4. 结果分析 4.1. 淮河流域年度干旱时空分布特征 1) 干旱频率分析：通过计算30个站点的年尺度的标准化降水指数后，利用公式(3)并按照干旱分级标准分别得到干旱、中旱、重旱和特旱的干旱频率数据。利用ArcGIS10.2采用IDW插值方法生成等值面图2，根据计算结果可知淮河流域年尺度干旱频率在23.732%~36.199%之间，平均约为29.553%。 图2. 淮河流域年干旱频率分布 图中可以看出干旱频率(指轻旱及以上干旱频率，下同)在淮河流域的东北–西南方向的干旱频率相对较高；中旱发生的频率范围为3.637%~14.545%，平均约为9.515%。可以看出流域中部频率较高；重旱发生的频率范围为0%~12.719%，平均约为5.818%。发生频率高的地区主要在流域偏北部的河南、山东一带；特旱发生的频率范围为0%~5.453%，平均为约1.758%。流域南部发生特旱的频率相对较高。总体而言，淮河流域内的河南和安徽境内发生各类干旱的频率相对较高，应做好其他防旱措施减少损失。 干旱站次比和干旱强度分析：由于站次比的分析需要统一起止年份，30个站点中设站并有资料的最晚年份的在1960，而本文选取的是11月份作为划分点的所以从1961年开始分析。鉴于菏泽(1954~1994)、临沂站(1951~1997)的资料较短，淮阴(1951~2001)站虽然有51年的资料但资料收集到2001年，故不分析这三个站点，只对其它27个站点1961~2013年的资料进行计算分析。图3是历年的干旱站次比和干旱强度过程图。 干旱站次比。由公式(4)计算的结果可知本研究区干旱发生站次比的范围是3.7%~100%，平均约为34.7%。有13年发生全局性干旱，占所研究年份的24.53%。其中以1966年最为严重27个站点全部发生干旱，其次是1988年和2001年干旱站次比达到了80%以上；8年发生区域性干旱，占15.09%；4年发生部分区域性干旱，占7.55%；14年发生局域性干旱，占26.41%。有明显干旱的年份所占比例为73.58%。即主要发生的是全局性和局域性干旱。利用Excel中的Slope函数计算干旱站次比随时间的变化趋势率a 站次比 = 10a 1 = −7.74%/10a，即干旱站次比有轻微减少趋势。 干旱强度。干旱强度的范围是0.535~1.719，平均约为1。有27年发生轻度干旱，占研究年限的50.94%，占干旱年份的57.45%；17年发生中度干旱，占研究年限的32.07%，占干旱年份的36.17%；1966、1978和2001三年发生重度干旱，占5.66%，占干旱年份的6.38%。利用Slope函数算得的干旱强度的变化趋势率a 强度 = 10a 2 = −0.033%/10a， 图3. 1961~2013年淮河流域干旱强度和站次比 即干旱强度呈轻微减少趋势。综上所述，本研究区主要发生的是轻度干旱。 4.2. 淮河流域季节性干旱特征 4.2.1 . 春旱 1) 干旱频率。春旱频率分布如图4所示。本研究区春旱发生的频率范围为22.41%~35.59%，平均约为28.53%，与年干旱频率大致相同。干旱频率较高地区主要在流域的东北部；发生中旱的频率范围为2.44%~14.28%，平均约为8.57%，河南郑州、开封，安徽砀山，山东日照，江苏盱眙、高邮等地区频率相对较高，其它地区的频率相对较低(小于10%)；重旱发生的频率范围为1.59%~9.75%，平均约3.92%。只有山东菏泽，河南驻马店、信阳等地重旱发生频率相对较高，流域东部发生重旱频率相对较低；特旱发生的频率范围为0%~6.67%，平均为2.91%。山东临沂和江苏射阳一带特旱频率相对较高(4.94%~6.67%)。 2) 干旱站次比及干旱强度。春旱站次比和干旱强度如图5所示(限于篇幅，以下关于夏、秋和冬季的干旱频率及干旱站次/干旱强度的图不再列出)。干旱站次比的范围为3.7%~100%，平均约为41.4%，较年度干旱站次比覆盖范围广。15年发生全局性干旱，占站次比分析年份的27.78%，其中1986年、2000年、2011年27个站点全部发生干旱；1980、1981和2006年3年出现区域性干旱，占分析年份的5.5%；1960、1985、1996和2005年出现部分区域性干旱，占7.4%；8年出现局域性干旱主要集中在90年代和21世纪，占14.8%。发生明显干旱的年份占研究年份的55.5%，主要为全局性和区域性干旱。根据slope函数计算的气象倾向变化率a 春站次比 = 10a 3 = 3.16/10a，春旱站次比有增加趋势。干旱强度的浮动范围为0.59~2.55，由图5可知站次比高的时候对应的干旱强度也较高。共23年发生轻度干旱，占研究年份的42.6%，占干旱年份的59%；13年发生中度干旱，占研究年份的24.1%，占干旱年份的33.3%；3年发生重度干旱，占研究年份的5.5%，占干旱年份的7.7%。干旱强度倾向变化率a 春干旱强度 = 10a 4 = 3.73%/10a即干旱强度有轻微增加趋势。 4.2.2 . 夏旱 1) 干旱频率。本研究区夏旱发生的频率范围为24.56%~35.59%，平均约为30.85%，较春旱频率高。干旱发生地区分布很广，其中干旱频率高的地区贯穿了整个流域；发生中旱的频率范围为3.34%~18%，平均约为9.26%较春季的高，频率较高的主要分布在流域中部；重旱发生的频率范围为1.59%~8.77%，平均约4.72%。频率相对较高的地区主要在流域南部，北部就江苏赣榆一带频率较高；特旱发生的频率范围为0%~5.17%，平均为1.59%。中部特旱发生频率相对较低，频率相对较高的地区规律性不明显。 图4. 淮河流域春旱频率分布 图5. 淮河流域春季干旱站次比和干旱强度 2) 干旱站次比和干旱强度。干旱站次比的范围为3.7%~81.5%，平均约为31.7%，较年度干旱和春旱站次比覆盖范围小。发生全局性干旱的年份有12年，占站次比分析年份的22.22%，其中只有1992年站次比大于80%。可见虽然出现全局性干旱的年份达12年，但是不同于年度干旱和春旱出现极大面积(站次比高达90%以上)的干旱；8年出现区域性干旱，占分析年份的14.82%，相对春旱高，与年干旱站次比相当；6年出现部分区域性干旱，占11.1%；17年出现局域性干旱，占31.5%比例最大。综上所述，发生明显干旱的年份占研究年份的79.6%，以全局性和局域性干旱为主。根据slope函数计算的气象倾向变化率a 夏站次比 = 10a 5 = −0.19/10a，夏旱站次比有轻微减少趋势。 干旱强度的浮动范围为0.56~1.6，站次比高的年份干旱强度不一定高，这是因为夏旱高站次比的年份的SPI值并不高。共23年发生轻度干旱，占研究年份的42.6%，占干旱年份的44.2%；26年发生中度干旱，占研究年份的48.1%，占干旱年份的50%；3年发生重度干旱，占研究年份的5.5%，占干旱年份的5.8%。干旱强度倾向变化率a 夏干旱强度 = 10a 6 = −3.72%/10a即干旱强度有轻微减小趋势。 4.2.3. 秋旱 1) 干旱频率。本研究区秋旱的频率分布范围是24.07%~33.9%，平均约为29.12%，与夏旱的干旱频率相近。其中干旱频率相对较高的主要在流域东部和西北部；发生中旱的频率范围为1.85%~14.7%，平均为8.2%，较年度和春季、夏季中旱频率略低。频率相对较高的地区与干旱相对一致；重旱的频率范围为1.64%~10.6%，平均为4.78%较春季和夏季的重旱频率高。相对频率较高的地区有河南信阳和山东临沂一带，大部分区域的重旱频率低于6%；特旱的频率范围为0%~6.35%，平均为2.78%，与春季的特旱频率相近，高于年度和夏季的特旱频率。频率相对较高的主要在流域中部。 2) 干旱站次比和干旱强度。干旱站次比的范围为3.7%~92.6%，平均约为31.5%，较年度干旱、春旱和夏旱站次比覆盖范围小。发生全局性干旱的年份有10年，占站次比分析年份的20.83%，其中1966、2001年干旱站次比大于90%，1997年高于80%；10年发生区域性干旱，占分析年份的20.83%，频率相对春旱、夏旱和年干旱高；5年出现部分区域性干旱，占10.42%，与夏旱频率接近；13年出现局域性干旱，占27.08%比例最大。发生明显干旱的年份占研究年份的79.2%，主要是全局性、区域性和局域性干旱。根据slope函数计算的气象倾向变化率a 秋旱站次比 = 10a 7 = 2.1/10a，即秋旱站次比有增加趋势。 干旱强度的浮动范围为0.5~2.3，出站次比高的年份干旱强度一般较高。32年发生轻度干旱，占研究年份的59.26%，占干旱年份的66.67%；13年发生中度干旱，占研究年份的24.07%，占干旱年份的27.08%；3年发生重度干旱，占研究年份的5.5%，占干旱年份的6.25%。干旱强度倾向变化率a 秋干旱强度 = 10a 8 = 1%/10a即干旱强度有轻微增大趋势。 4.2.4 . 冬旱 1) 冬旱频率。本研究区的冬旱频率范围是21.74%~33.93%，平均为27.45%，相对于年干旱、春旱、夏旱和秋旱略小。干旱频率较高的区域是流域西部和西南部；中旱的频率范围为1.61%~12.28%，平均为6.11%，也低于年度、春、夏和秋季的中旱频率。中旱频率较高的地区集中在流域南部，以河南固始，安徽六安、寿县、蚌埠和江苏盱眙频率相对较高，形成了以这些地区为中心的条带状分布；重旱频率范围为0%~9.1%，平均为3.78%，也低于年度、春、夏和秋季的重旱频率，流域西南部和东南部的重旱频率相对较高；特旱的频率范围是0%~12.07%，平均为6.54%，高于年度，春、夏和秋季特旱发生频率。特旱频率相对较高的地区是流域中部和北部，流域南部频率相对较低。从旱情频率分析结果可知，流域南部发生轻旱及以上、中旱和重旱的频率均比较高，所以南部应做好防范工作。 2) 干旱站次比和干旱强度。冬季的干旱站次比的范围为3.7%~100%，平均约为40.643%，和春旱比较相近。发生全局性干旱的年份有13年，占站次比分析年份的34.2%，其中有6年27个站点均发生干旱，4年站次比高于80%，可见本研究区冬季发生干旱的覆盖范围比较广；1966、1989年2年出现区域性干旱，占分析年份的5.26%，频率低于春旱、夏旱、秋旱和年干旱；5年出现部分区域性干旱，占13.16%，高于年度、春、夏和秋尺度区域干旱频率；9年出现局域性干旱，占23.68%。发生明显干旱的年份占研究年份的76.3%，主要发生全局性和局域性干旱。根据slope函数计算的气象倾向变化率a 冬旱站次比 = 10a 9 = −2.05/10a，秋旱站次比有增加趋势。 干旱强度的浮动范围为0.55~2.98，站次比高的年份干旱强度一般较高。27年发生轻度干旱，占研究年份的51.9%，占干旱年份的71.05%；4年发生中度干旱，占研究年份的7.69%，占干旱年份的10.53%；7年发生重度干旱，占研究年份的13.46%，占干旱年份的18.42%。干旱强度倾向变化率a 冬干旱强度 = 10a 10 = 3.17%/10a即干旱强度有轻微增大趋势。