Page 101 - 水利学报2021年第52卷第1期

图 4 为无定河流域 1 ~ 24 个月时间尺度 SPI 与 1
12
个月时间尺度 SRI 的相关系数，图中 x 轴表示 1 ~ 24 0.7
个月时间尺度的 SPI，y 轴表示不同的月份，颜色条 10 0.6
表示 SPI 和 SRI 的相关系数，黑色表示高相关系数， 8 0.5
白色表示低相关系数。从图中可以得到无定河流域 月份 6 0.4
0.3
气象干旱向水文干旱的传播时间具有明显的季节性 4
0.2
特征与周期性，这与 Huang 等 ［18］ 得到的结果相同，但
2 0.1
以上研究仅探究了干旱传播的季节性，并没有对不
0.0
4 8 12 16 20 24
同季节干旱传播的动态变化进行系统研究。本文的 时间尺度 SPI（月）
优势在于不仅对不同季节的传播时间进行了具体量 图 4 无定河流域 1~24 个月时间尺度 SPI 与
化 ， 且 系 统 分 析 了 不 同 季 节 传 播 时 间 的 动 态 变 化 。 1 个月时间尺度 SRI 的相关系数
高相关系数（>0.6）主要集中于夏季和秋季（6—9 月），
时间尺度从 1 个月到 11 个月不等。图中可以得到气象干旱向水文干旱的传播时间：春季为 7 个月，夏
季为 2 个月，秋季为 3 个月，冬季为 7 个月。可以得到：炎热季节干旱传播时间较快，寒冷季节干旱
传播时间较慢，这与 Gevaert 等 ［37］ 得到的研究结果相同。但该研究没有对季节干旱传播时间进行具体
量化，且对于炎热季节比寒冷季节传播时间快的原因也没有定量或定性的分析。夏季的相关系数普
遍高于其他季节，这可能与夏季的高温和降水有关，充足的降水，导致夏季径流对降水的响应往往
快于其他季节。春冬两季相关系数相对较低，传播时间相对较长，这与无定河流域的封冻期有关。
无定河流域封冻期 144 天，11 月开始结冰，12 月开始封冻 ［38］ ，导致 12 月到次年 3 月水文干旱对气象
干旱的滞后时间明显加长，相关系数相对较低。

12 0.7
12 0.8
0.6 0.7
10
10
0.5 0.6
8 8 0.5
月份 6 0.4 月份 0.4
0.3 6
0.3
4 0.2 4
0.2
2 0.1
2 0.1
0.0 0.0
4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24
时间尺度 SPI（月） 时间尺度 SPI（月）
（a） 窟野河流域 （b） 沁河流域
图 5 流域 1~24 个月时间尺度 SPI 与 1 个月时间尺度 SRI 的相关系数
图 5（a）为窟野河流域 1 ~ 24 个月时间尺度 SPI 与 1 个月时间尺度 SRI 相关系数，可以得到气象干
旱向水文干旱的传播时间：春季为 8 个月，夏季为 2 个月，秋季为 3 个月，冬季为 5 个月。窟野河流
域春冬季干旱传播同样较长，与该流域封冻期长达 3 个半月，平均封冻期 87 天 ［39］ 有关。图 5（b）可以
得到沁河流域气象干旱向水文干旱的传播时间：春季为 7 个月，夏季为 4 个月，秋季为 8 个月，冬季
为 8 个月。从图 3、图 4 中可以得到无定河、窟野河和沁河流域气象干旱向水文干旱的年传播时间为
5 ~ 7 个月。Wu 等 ［22］ 的研究中这些流域气象干旱向水文干旱的传播时间在 6 ~ 8 个月之间，两者的结
果相近。
3.4 不同季节气象干旱向水文干旱的传播动态变化 为了更好地分析气象干旱向水文干旱的传播时
间在时间上的动态变化，揭示传播时间的规律，采用 21 年滑动窗口计算传播时间序列，对序列进行
M-K 趋势分析（表 3）。以 U>0 和 U<0 分别表示传播时间呈现变慢和加快的趋势。从表 3 可以看到研究
区域大多呈现传播时间加快的趋势。无定河流域春秋季变化不明显，夏冬季显著加快；沁河流域四
季传播时间均呈现显著加快的趋势；窟野河除秋季传播时间显著变慢外，其他季节变化不显著。传

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