Page 45 - 2022年第53卷第2期

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116°E 117°E 118°E 119°E
图 1 研究区地理位置

3 研究方法

3.1 气象干旱与水文干旱评价 由于在不同时间尺度的降水量与径流量的变化幅度较大，直接采用
降水量和径流量在不同时空尺度上进行相互比较可能存在偏差，因此，分别采用标准化降水指数
［19］
［18］
（SPI） 和标准化径流指数（SRI） 来表征某一时段内流域气象干旱和水文干旱状况，两个指数均具
有计算简便、意义明确等特点，已在多个国家和地区作为业务化干旱监测指标得到广泛的应用 ［20］ 。
SPI 计算原理是以某月的降水量为随机变量 x，将降水序列拟合成一个合适的概率分布函数。与 SPI 计
算原理相似，SRI 可以通过拟合径流深度序列获得。已有研究已经证实 Gamma 分布能较好地拟合流
域降水和径流序列 ［21］ ，其概率密度函数 f ( ) x 可表示为：
- x
f ( ) x = 1 x α - 1 e β ，x > 0 （1）
β Γ( )
α
α
式中， α > 0 ， β > 0 ， α 和 β 分别为 f ( ) x 的形状和尺度参数，可用极大似然估计法求得。
已有研究表明，3 个月尺度的 SPI 和 SRI 对年内干旱事件的爆发与持续影响更为敏感，能够较好
的反应研究区干旱的季节性特征 ［22］ ，同时与流域实际的干旱情况更为接近 ［13，23］ ，可以反映短期的气象
和水文的干旱特征。因此，本文选用 3 个月尺度的 SPI 与 SRI（即 SPI3 和 SRI3）分别对气象干旱和水文
干旱事件进行识别与分析。
3.2 干旱事件的识别与特征要素的提取 基于 SPI3 和 SRI3 计算结果，采用游程理论方法 ［24］ 分别提取
干旱事件，即设定阈值，截取离散的时间序列值，当序列值（x）在一个或多个时间段内连续大于阈值
时，判定为正游程；反之则判定为负游程。如图 2 所示，本研究基于阈值法识别干旱过程设定了 3 个
阈值，分别为 X ，X ，X ，将阈值分别设定为 0，0.5，-0.5。当 SPI3 或 SRI3 小于 X（0）且干旱历时大
0 1 2 0
于 1 个月（如干旱事件 1），此次干旱就被识别为一次干旱事件；当某时刻 X 大于 X（-0.5）但干旱历时
2
仅为 1 个月时，即图中 t - t 时段内的干旱信号则不被识别为干旱事件；同时，当两次干旱事件间隔
3 4
小于 1 个月时，且其间 x 小于 X（0.5），如图 2 中干旱事件 2 所示，可以将相邻两次干旱事件合并为一
1
次干旱事件，即图中 t - t 时段内的干旱信号被合并为一次干旱事件。干旱事件从开始到结束的时间
5 8
也就是负游程的长度定义为干旱历时。干旱事件发生过程中的绝对值最大的干旱强度值定义为干旱

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