淮河流域1960-2014年水文、氣象干旱指數(shù)及其與歷史旱災(zāi)的關(guān)系

文 佐，尹義星，鄒 睿，王小軍

(1.南京信息工程大學(xué)水文與水資源工程學(xué)院，南京 210044；2.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029；3.水利部應(yīng)對氣候變化研究中心，南京 210029)

0 引 言

干旱是世界上最嚴(yán)重的災(zāi)害之一[1]，與人類生存密切相關(guān)。伴隨著全球氣候變暖，干旱事件的嚴(yán)重性日益突出。IPCC在第四次評估報告指出，全球變暖背景下，干旱事件的影響范圍將會進(jìn)一步擴(kuò)大[2]。有學(xué)者研究認(rèn)為，氣候變化將使得21世紀(jì)中后期的干旱頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時間逐漸增加[3]。而區(qū)域干旱事件在全球氣候變化背景下愈演愈烈，其發(fā)生過程具有漸進(jìn)性，且影響范圍廣，給社會經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，其復(fù)雜性使之成為人們最難以防御的氣象災(zāi)害之一[4]。

在我國，干旱是影響較為廣泛的重大自然災(zāi)害。蔣憶文[5]等人發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)和水文干濕指數(shù)在年尺度上具有較好的一致性，月尺度上水文干旱落后于氣象干旱；鄭曉東[6]等人分析發(fā)現(xiàn)淮河流域干旱發(fā)生強(qiáng)度呈增強(qiáng)趨勢；夏敏[7]等人利用SPEI指數(shù)研究了淮河流域1962-2016年的干旱特征，結(jié)果表明淮河流域干旱頻率增加，總體呈現(xiàn)干旱化發(fā)展的趨勢。諸多研究表明氣象干旱和水文干旱存在響應(yīng)機(jī)制[8]，袁旭琦[9]等發(fā)現(xiàn)汾河流域水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)隨時間尺度的增加而更加強(qiáng)烈，并給出了汾河流域水文干旱的修正系數(shù)為1.25。張建龍[10]等得到南盤江流域內(nèi)水文對氣象干旱的響應(yīng)時間為6個月。吳杰峰等[11]研究得到晉江流域氣象干旱演進(jìn)為水文干旱的歷時為1.45個月，而烈度為0.8。

淮河流域作為我國的人口密集地區(qū)和重要經(jīng)濟(jì)區(qū)，研究該流域在全球變暖下的干旱問題就具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文借助氣象干旱指數(shù)SPI和水文干旱指數(shù)SSI，利用M-K趨勢檢驗(yàn)、相關(guān)分析等方法討論淮河流域水文和氣象干旱的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)際的受災(zāi)情況，分析干旱指數(shù)和歷史旱災(zāi)的關(guān)系，為淮河流域可持續(xù)發(fā)展與防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù) 據(jù)

本文選取了淮河流域26個氣象站和21個水文站的觀測資料，氣象站和水文站點(diǎn)分布見圖1。逐月降水?dāng)?shù)據(jù)序列為1960-2014年，逐月水文數(shù)據(jù)為天然徑流數(shù)據(jù)，序列為1956-2000年。由圖可見，水文站主要位于流域上游，這是因?yàn)橄掠蔚貐^(qū)多為平原水網(wǎng)區(qū)，主要觀測水位，并不觀測徑流數(shù)據(jù)。此外，收集了淮河流域1960-2000年洪災(zāi)和旱災(zāi)的受災(zāi)面積數(shù)據(jù)。

圖1 淮河流域氣象站和水文站分布圖Fig.1 Distribution of meteorological stations and hydrological stations in the Huai River Basin

1.2 方 法

1.2.1 氣象干旱指數(shù)和水文干旱指數(shù)

本文選取標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(Standard Precipitation Index，SPI)作為氣象干旱指數(shù)。SPI指數(shù)是用概率大小表征某個時段降水的指數(shù)，其適用于計算不同時間尺度的干旱指數(shù)，具有計算簡便，數(shù)據(jù)易獲得，穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)。因此，通過概率密度求累積概率，以偏態(tài)伽馬分布概率描述降水量的變化，正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化后得到SPI值，可以用來反映旱、澇災(zāi)害的情況。水文干旱指數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)(Standard Streamflow Index，SSI)，使用徑流量進(jìn)行計算，計算方法與SPI相同。兩種指數(shù)的具體計算方法可參考McKee等人[12]的文章，指數(shù)|Z|>2時為特旱/澇，1.5<|Z|<2時為重旱/澇，1<|Z|<1.5時為中旱/澇，0.5<|Z|<1時為輕旱/澇，|Z|<0.5時無旱/澇。

1.2.2 M-K趨勢檢驗(yàn)

Mann-Kendall(M-K)趨勢檢驗(yàn)方法是一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗(yàn)方法。在分析降水、徑流、氣溫等要素的時間序列趨勢變化時常使用，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于樣本不需要服從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，計算也比較方便，方法如下：

假設(shè)有n個樣本量(x1,…,xn)的時間序列，對于所有k,j≤n,且k≠j，xk和xj的分布是不同的，計算檢驗(yàn)統(tǒng)計量S，公式如下：

(1)

其中：

(2)

S為正態(tài)分布，均值為0，方差var(s)=n(n-1)(2n+5)/18。當(dāng)n>10時，標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)統(tǒng)計變量可以通過下式計算：

(3)

對于統(tǒng)計值Z來說，大于0時，呈現(xiàn)上升趨勢；小于0時，則呈現(xiàn)下降趨勢。Z的絕對值在大于1.96時，我們即認(rèn)為趨勢變化是顯著的。

2 結(jié)果和分析

2.1 氣象和水文干旱指數(shù)的時間特征

2.1.1 氣象干旱指數(shù)的時間特征

利用淮河流域28個氣象站點(diǎn)的逐月降水資料，計算各站點(diǎn)逐月、逐季和逐年的SPI值以分析流域氣象干旱的出現(xiàn)頻次。本文中采用各月的SPI-1作為月SPI，采用3-5月、6-8月、9-11月、12月-次年2月的SPI-3分別作為春、夏、秋、冬四季的SPI，采用1-12月的SPI-12作為年SPI。下文中SSI的計算方法與此相同。

圖 2是淮河流域1960-2014年不同等級的氣象干旱在各月(a)、四季(b)和年代(c)中的出現(xiàn)頻次。統(tǒng)計結(jié)果表明，淮河流域在1960-2014年期間總共出現(xiàn)了175個氣象干旱月份。在這些干旱月份中，112個月出現(xiàn)輕旱，43個月出現(xiàn)中旱，20個月出現(xiàn)重旱，4個月出現(xiàn)特旱。從圖2(a)可知，干旱發(fā)生總頻次最高的月份是11月，最低的是7月和5月。7月只出現(xiàn)輕旱(這是由于7月份屬于梅雨期)，中旱主要發(fā)生在2月和12月，重旱主要發(fā)生在3月、4月、10月和11月，特旱發(fā)生在2月、3月、5月和9月。從季節(jié)上看[圖2(b)]，氣象干旱在秋冬兩季的發(fā)生頻率最高，其次是春季和夏季。其中，冬季發(fā)生的干旱主要是輕旱和中旱，重旱和特旱的發(fā)生次數(shù)較少，夏季發(fā)生的主要是輕旱(這是由于夏季是淮河流域的汛期)，秋季和春季發(fā)生重旱、特旱的次數(shù)較多。圖2(c)中，各年代總體上都是以輕旱為主，而特旱僅發(fā)生在1960年代和2000年代，中旱和重旱在1960年代和1980年代出現(xiàn)得相對頻繁。

圖2 淮河流域1960-2014年不同等級氣象干旱出現(xiàn)的頻次(紅色為輕旱，藍(lán)色為中旱，綠色為重旱，橘色為特旱)Fig.2 Frequency of meteorological drought with different severity in the Huai River Basin from 1960 to 2010

圖3是淮河流域各站點(diǎn)年和夏季SPI的M-K趨勢檢驗(yàn)結(jié)果。由于其他季節(jié)的結(jié)果基本類似，在此僅給出年序列和夏季的結(jié)果?？梢钥吹?，對于年序列，僅一個站點(diǎn)呈不顯著下降，其余所有站點(diǎn)均無趨勢；對于夏季序列，僅一個站點(diǎn)呈不顯著上升，一個站點(diǎn)為顯著下降(0.05顯著性水平)，其余所有站點(diǎn)均無趨勢。因此，淮河流域1960-2014年SPI指數(shù)的趨勢不顯著。

圖3 淮河流域各站點(diǎn)SPI指數(shù)的M-K檢驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The M-K test results of SPI index of each stations in the Huai River Basin

2.1.2 水文干旱指數(shù)的時間特征

圖4為淮河流域1956-2000年不同等級的水文干旱在各月(a)、四季(b)和年代(c)中出現(xiàn)的頻次。圖3(a)中，1956-2000年淮河流域共出現(xiàn)了105個水文干旱月份，其中，有91個月發(fā)生輕旱，13個月發(fā)生中旱，1個月發(fā)生重旱，但沒有特旱出現(xiàn)。從不同月份來看，水文干旱發(fā)生總頻次較高的有3月，7月，9月、11月和12月，較少的為4月、6月和10月。中度干旱主要發(fā)生在8月、9月、10月和12月，而重度干旱僅發(fā)生在1月，這可能是由于枯水期徑流急劇減少所致。圖3(b)表明，在季節(jié)上，水文干旱在四個季節(jié)中發(fā)生的總頻率相差不大，但在冬季有重旱出現(xiàn)，而其他季節(jié)均僅有輕旱和中旱發(fā)生，另外，秋季發(fā)生中旱的頻率相對較高。圖3(c)表明，4個年代均以輕旱為主，1960和1970年代是水文干旱發(fā)生相對頻繁的兩個時期，1970年代發(fā)生輕旱和中旱兩種類型的干旱，1960年代則發(fā)生輕旱、中旱和重旱3種類型，而1980年代水文干旱的發(fā)生頻率最低。

對照圖2和圖4的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，水文干旱的發(fā)生頻次和嚴(yán)重等級都低于氣象干旱。7月份的水文干旱相對于氣象干旱的次數(shù)較高，這是由于7月中下旬淮河流域常常出現(xiàn)高溫，蒸發(fā)量大，河川徑流量下降很快，因此更容易發(fā)生水文干旱。夏季的水文干旱與氣象干旱不同，盡管干旱等級不高，但是總頻次接近其他季節(jié)，這也是由于夏季氣溫很高，造成河川徑流量減少所致。與氣象干旱相比較，1980年代的水文干旱發(fā)生頻次相對于其他年代更加低，其中原因有待進(jìn)一步分析。此外，由于氣象干旱和水文干旱的數(shù)據(jù)序列長度有差異，因此反映的干旱特征差異也會受到影響。

圖4 淮河流域1956-2000年不同等級水文干旱出現(xiàn)的頻次(紅色為輕旱，藍(lán)色為中旱，綠色為重旱，橘色為特旱)Fig.4 Frequency of hydrological drought with different severity in the Huai River Basin from 1960 to 2010

圖5是淮河流域各站點(diǎn)年和夏季SSI的M-K趨勢檢驗(yàn)結(jié)果?？梢?，對于年序列，僅一個站點(diǎn)呈不顯著下降，一個站點(diǎn)呈顯著上升趨勢；對于夏季序列，僅一個站點(diǎn)呈顯著下降趨勢，一個站點(diǎn)呈顯著上升趨勢，兩個站點(diǎn)呈不顯著上升，其余站點(diǎn)均為無趨勢。因此，淮河流域1956-2000年SSI指數(shù)的趨勢不顯著。

圖5 淮河流域各站點(diǎn)SSI指數(shù)的M-K檢驗(yàn)結(jié)果Fig.5 The M-K test results of SSI index of each stations in the Huai River Basin

綜上所述，氣象干旱反映出的干旱比水文干旱嚴(yán)重；相較其他年代，1960年代的干旱頻次出現(xiàn)最多，且干旱等級復(fù)雜；同時，由于淮河流域受到季風(fēng)的影響，夏季降水較多，因此夏季的干旱出現(xiàn)頻次較低，由于秋冬季降水較少，又處于水文上的枯水時期，因此秋冬季出現(xiàn)干旱的頻次高于春季和夏季。此外，MK檢驗(yàn)結(jié)果顯示，淮河流域的氣象和水文干旱趨勢均不顯著。

2.2 氣象和水文干旱指數(shù)的關(guān)系

2.2.1 氣象和水文干旱指數(shù)的線性相關(guān)

考慮到氣象站點(diǎn)和水文站點(diǎn)的空間分布情況，選取空間位置相距較近的氣象站和水文站計算它們的相關(guān)系數(shù)。選取的4組鄰近的氣象站和水文站(表 1)，計算4組站點(diǎn)在1個月、3個月、6個月、12個月時間尺度上的SPI和SSI的Pearson相關(guān)系數(shù)，結(jié)果如表1?？梢姡呦嚓P(guān)性較好，各相關(guān)系數(shù)均通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。此外，隨著時間尺度的增大，4組站點(diǎn)SPI和SSI的相關(guān)系數(shù)也逐漸增大，說明水文干旱和氣象干旱的相關(guān)性在增強(qiáng)。

表1 氣象站點(diǎn)SPI指數(shù)與水文站點(diǎn)SSI指數(shù)在不同時間尺度的相關(guān)系數(shù)Tab.1 Correlation coefficient between SPI and SSI at different time scales

2.2.2 水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)

不少研究表明，水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)存在滯后現(xiàn)象，本文通過計算不同時間尺度下的氣象干旱SPI-n(n=1-24)與一個月尺度下的水文干旱SSI-1的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)而分析水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)時長。同上，這里選取空間位置相距較近的氣象站和水文站進(jìn)行計算，1960-2000年長臺關(guān)站一個月尺度的水文干旱指數(shù)和信陽站多個月尺度氣象干旱指數(shù)的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果如圖6。y軸為1-12月這12個月份的SSI，x軸為12個不同月份所對應(yīng)的1～24個月時間尺度的SPI，而不同的顏色條表示SSI與SPI序列的相關(guān)系數(shù)，顏色越深表示相關(guān)程度越高。由圖可知，高相關(guān)系數(shù)(>0.7)主要集中在5個月尺度以內(nèi)。從各月份相關(guān)系數(shù)上看，最大值主要出現(xiàn)在2個月尺度和3個月尺度處(分別有5個月份和4個月份相關(guān)系數(shù)為最大)，其中3月份對應(yīng)的3個月尺度處的數(shù)值最大，相關(guān)系數(shù)為0.84，說明該站點(diǎn)處水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)時間為1～2個月?；谏衔乃募镜膭澐?，冬末至初夏(2-6月)水文干旱受到前期氣象干旱影響的時間較短，一般為2～3個月，最大為4個月；此外，在季節(jié)交替處，相關(guān)系數(shù)較大，即水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)較為明顯，尤其是在冬春和春夏交替的月份。

圖7為1960-2000年蚌埠水文站一個月尺度的水文干旱和蚌埠氣象站多個月尺度的氣象干旱的相關(guān)系數(shù)。由圖可知，高相關(guān)系數(shù)(>0.7)出現(xiàn)在6個月尺度以內(nèi)的3月、4月和7月。從各月相關(guān)系數(shù)來看，最大值主要出現(xiàn)在2個月尺度或5個月尺度上(分別有4個月相關(guān)系數(shù)為最大)，其中7月份對應(yīng)的2個月尺度和3月份對應(yīng)的5個月尺度的相關(guān)系數(shù)值最大，相關(guān)系數(shù)均接近0.75，說明該站點(diǎn)處水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)時間為1～4個月。四季中，水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)相差不大，在季節(jié)交替處的響應(yīng)往往較快，尤其是冬春、春夏和秋冬交替時間，均為1～2個月。

注：＊為各月份最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的氣象干旱尺度圖6 1960-2000年1個月尺度下長臺關(guān)站水文干旱(SSI-1)和多個月尺度下信陽站氣象干旱[SPI-n(n=1,2,…,24)]的相關(guān)系數(shù)Fig.6 The correlation coefficients between hydrological drought(SSI-1) of Changtaiguan Station at the one-month scale and meteorological drought[SPI-n(n=1,2,…,24)] of Xinyang Station at the multi-month scale from 1960 to 2000

注：＊為各月份最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的氣象干旱尺度圖7 1960-2000年1個月尺度下蚌埠站水文干旱(SSI-1)和多個月尺度下蚌埠站氣象干旱[SPI-n(n=1,2.…,24)]的相關(guān)系數(shù)Fig.7 The correlation coefficients between hydrological drought(SSI-1) of Bengbu Station at the one-month scale and meteorological drought[SPI-n(n=1,2,…,24)] of Bengbu Station at the multi-month scale from 1960 to 2000

水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)不僅受氣象因子的影響，也受到流域面積、地表等影響。HUANG等人[13]利用Budyko的水熱耦合平衡方程中的w參數(shù)來概括反映地表特征，研究地表特征對水文干旱滯后時長的影響，結(jié)果表明，流域地理狀況對滯后時長的影響一般表現(xiàn)在較短的時間尺度，而對于較長的時間尺度，主要是受到氣象因素的影響。YU等人研究發(fā)現(xiàn)[14]，對于較小的流域，異常降水會迅速引起徑流的變化，對于較大的流域，不僅凈雨量、前期土壤濕度會對干旱響應(yīng)時間造成影響，地表徑流和地下徑流的歷時也會對響應(yīng)時間造成影響，且隨著流域控制面積的增大，響應(yīng)會從2～8個月升高為4～16個月。此外，流域下游地區(qū)的集水面積大于中游和上游，調(diào)蓄能力更強(qiáng)，水文干旱的響應(yīng)時間一般較長；但下游地區(qū)人類活動顯著、不透水面積增加，使得調(diào)蓄能力減弱，響應(yīng)時長又被縮短。

綜上，水文干旱對氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系受到諸多因素的影響，而且對于不同的流域，水文干旱和氣象干旱的響應(yīng)關(guān)系可能存在差異。由于淮河流域下游為平原水網(wǎng)區(qū)，以監(jiān)測水位為主，缺少徑流數(shù)據(jù)，因此，本文沒有針對整個流域進(jìn)行水文干旱對氣象干旱響應(yīng)時間的分析和對比。

2.3 歷史旱災(zāi)與干旱指數(shù)的關(guān)系

圖8為淮河流域1960-2000年洪災(zāi)和旱災(zāi)的受災(zāi)面積變化?？梢?，1963年的洪澇災(zāi)害最嚴(yán)重，受災(zāi)面積達(dá)到6 749.47 km2，同時，1964、1982、1991年的洪災(zāi)均嚴(yán)重，受災(zāi)面積均在3 000 km2以上；旱災(zāi)在1994年受災(zāi)最嚴(yán)重，受災(zāi)面積達(dá)到5 037.97 km2，1961、1966、1988、1992、1999、2000年的旱災(zāi)均嚴(yán)重，受災(zāi)面積均達(dá)到3 000 km2以上。由線性趨勢可知，1960-2000年間洪災(zāi)的受災(zāi)面積呈下降趨勢，而旱災(zāi)的受災(zāi)面積呈上升的趨勢，但僅旱災(zāi)受災(zāi)面積通過了顯著性水平為0.05的檢驗(yàn)，說明研究區(qū)旱災(zāi)受災(zāi)范圍顯著擴(kuò)大；另外，受災(zāi)面積大于3 000 km2的干旱災(zāi)害次數(shù)為7次，洪澇災(zāi)害次數(shù)為4次，旱災(zāi)次數(shù)多于洪災(zāi)；同一年份，旱災(zāi)受災(zāi)面積大于洪災(zāi)2 000 km2以上的有9次，洪災(zāi)受災(zāi)面積大于旱災(zāi)2 000 km2的有5次。總體上，研究區(qū)旱災(zāi)受災(zāi)面積呈顯著擴(kuò)大趨勢，且多數(shù)年份旱災(zāi)相對于洪災(zāi)的災(zāi)情更嚴(yán)重。

圖8 淮河流域1960-2000年洪災(zāi)和旱災(zāi)的受災(zāi)面積變化Fig.8 Changes in affected area of flood and drought in the Huai River Basin from 1960 to 2000

淮河流域洪、旱災(zāi)害面積與干旱指數(shù)SPI、SSI的相關(guān)分析表明，SPI和SSI與旱災(zāi)受災(zāi)面積呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為-0.53和-0.57)，與洪災(zāi)受災(zāi)面積呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.66和0.76)，均通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。從相關(guān)系數(shù)的絕對值大小來看，SPI、SSI與洪災(zāi)受災(zāi)面積相關(guān)性高于旱災(zāi)，而SSI與受災(zāi)面積的相關(guān)性高于SPI。因此，相對于旱災(zāi)受災(zāi)面積，干旱指數(shù)SPI、SSI與洪災(zāi)受災(zāi)面積的相關(guān)性更強(qiáng)；而相對于SPI，SSI在反映受災(zāi)面積上較優(yōu)。因?yàn)楹闉?zāi)的形成與降雨、徑流的聯(lián)系更為直接，在降水或徑流量大時即容易發(fā)生洪災(zāi)；而旱災(zāi)受植被、下墊面狀況、人類活動等其他因素的影響更為顯著，因此SPI、SSI與洪災(zāi)受災(zāi)面積的相關(guān)性更強(qiáng)。相對于SPI反映降水特征而言，SSI反映的徑流特征體現(xiàn)了流域調(diào)蓄作用的影響，即使在降水量嚴(yán)重虧缺(過剩)的情況下，如果流域內(nèi)河湖、水庫等的蓄水量較豐富(稀缺)，旱災(zāi)(洪災(zāi))受災(zāi)面積也不一定很大，因此，SSI在反映受災(zāi)面積上更優(yōu)。選取淮河流域旱災(zāi)受災(zāi)面積最大的1994年和洪災(zāi)受災(zāi)面積最大的1963年為典型年，與該年份相應(yīng)的干旱指數(shù)進(jìn)行對比，表2給出在典型年份SPI和SSI所反映的不同干旱或洪澇等級出現(xiàn)的站點(diǎn)數(shù)量?？梢?，對于1994年，合計有14個站點(diǎn)的SPI指數(shù)表現(xiàn)為干旱，其中2個站點(diǎn)為重旱；同樣有14個站點(diǎn)的SSI指數(shù)表現(xiàn)為干旱，其中1個站點(diǎn)表現(xiàn)為重旱。而對于1963年，累計有15個站點(diǎn)的SPI表現(xiàn)為澇，其中有2個站點(diǎn)為特澇，1個站點(diǎn)為重澇；同時，所有的21個水文站點(diǎn)均表現(xiàn)為澇，其中有4個站點(diǎn)表現(xiàn)為特澇，5個站點(diǎn)表現(xiàn)為重澇。因此，無論是對于旱災(zāi)還是洪災(zāi)，在典型的旱、澇年份，干旱指數(shù)SPI、SSI都有大部分站點(diǎn)顯示受災(zāi)。

表2 典型干旱和洪澇年份對應(yīng)的流域SPI和SSI災(zāi)害等級站點(diǎn)數(shù)Tab.2 The number of stations where SPI and SSI present different degrees of disaster in typical drought and flood years

綜上，SPI、SSI與旱災(zāi)受災(zāi)面積呈負(fù)相關(guān)，與洪災(zāi)受災(zāi)面積呈正相關(guān)，與洪災(zāi)受災(zāi)面積的相關(guān)性更強(qiáng)；二者在典型旱、澇年份均有大部分站點(diǎn)顯示受災(zāi)，反映旱澇災(zāi)害災(zāi)情的能力較好。

3 結(jié) 論

綜合本文研究，得到結(jié)論如下。

(1)氣象干旱指數(shù)SPI和水文干旱指數(shù)SSI的時間特征。氣象干旱反映出的干旱比水文干旱反映出的嚴(yán)重；相較其他年代，1960年代的干旱出現(xiàn)頻次最多，且干旱等級較為復(fù)雜；在四季中，夏季干旱出現(xiàn)頻次較低，秋冬季干旱的頻次較高。此外，M-K趨勢檢驗(yàn)結(jié)果顯示，淮河流域干旱趨勢不顯著。

(2)水文干旱指數(shù)SSI和氣象干旱指數(shù)SPI的關(guān)系。二者相關(guān)性較好，且隨著時間尺度的增大相關(guān)性在增強(qiáng)；水文干旱指數(shù)SSI對氣象干旱指數(shù)SPI的響應(yīng)時長一般為1～4個月，在季節(jié)交替的月份，往往響應(yīng)較快且明顯。

(3)歷史旱災(zāi)與干旱指數(shù)的關(guān)系。研究區(qū)旱災(zāi)受災(zāi)面積呈顯著擴(kuò)大趨勢；SPI、SSI與旱災(zāi)受災(zāi)面積呈負(fù)相關(guān)，與洪災(zāi)受災(zāi)面積呈正相關(guān)且相關(guān)性更強(qiáng)；二者在典型旱、澇年份均有大部分站點(diǎn)顯示受災(zāi)，反映旱澇災(zāi)害災(zāi)情的能力較好。

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