未旱綢繆：水文干旱變化特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究

內(nèi)容提要

本書系統(tǒng)地介紹了水文干旱時(shí)空變化規(guī)律及驅(qū)動(dòng)機(jī)制的理論方法和應(yīng)用方面的最新研究成果，對(duì)該領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了綜述，構(gòu)建了不同尺度水文干旱指數(shù)，提出了水文干旱等級(jí)劃分方法，系統(tǒng)分析了水文干旱時(shí)空變化特征，采用統(tǒng)計(jì)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)水文干旱進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過Copula函數(shù)計(jì)算了不同的水文干旱頻率，揭示了氣候變化、土地利用/覆被變化對(duì)水文干旱的影響機(jī)理，并給出了大量實(shí)例說明理論方法的應(yīng)用。書中介紹的理論方法具有一定的普遍性，可供其他流域、區(qū)域干旱變化規(guī)律分析或極端水文事件分析預(yù)測(cè)時(shí)參考。本書可作為水文水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水利水電工程、農(nóng)業(yè)水利及相關(guān)專業(yè)的研究生專業(yè)課教材、教學(xué)參考書，也可供從事水文、水資源管理、水利水電、設(shè)計(jì)部門的工程技術(shù)人員、管理人員與高等院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀和參考。

寫作背景

國家戰(zhàn)略：政策驅(qū)動(dòng)與戰(zhàn)略需求

在黨的二十大之后，國家對(duì)水資源安全和生態(tài)保護(hù)的重視達(dá)到了新高度，已將應(yīng)對(duì)極端水文事件（特別是干旱）納入保障國家可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃中。黃土高原作為國家生態(tài)治理和水資源管理的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域，其干旱問題研究具有鮮明的時(shí)代背景和政策導(dǎo)向性。

區(qū)域特性：生態(tài)脆弱與災(zāi)害頻發(fā)

黃土高原是我國干旱事件的核心區(qū)域，“十年九旱”且生態(tài)環(huán)境極度脆弱。該地區(qū)氣象、農(nóng)業(yè)、水文干旱災(zāi)害頻發(fā)，且極端事件呈增加趨勢(shì)，這種特殊的地理環(huán)境和嚴(yán)峻的自然條件構(gòu)成了研究的現(xiàn)實(shí)背景。

現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)：重大旱災(zāi)的慘痛教訓(xùn)

山西省近年發(fā)生多起旱災(zāi)對(duì)糧食安全、人民生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至社會(huì)穩(wěn)定的巨大破壞力（如2010~2011年發(fā)生近60年來最嚴(yán)重旱災(zāi)、2012~2013年造成數(shù)十萬畝絕收和數(shù)億元損失的旱災(zāi)），凸顯了開展相關(guān)研究的緊迫性。

寫作意義

理論意義：深化干旱機(jī)制識(shí)別方法創(chuàng)新

傳統(tǒng)的干旱研究方法難以有效解析氣象、水文等不同類型干旱在黃土高原復(fù)雜下墊面條件下的交織作用。該書旨在開展區(qū)別于傳統(tǒng)類型的過程解析方法研究，有助于填補(bǔ)對(duì)流域干旱“形成與發(fā)展”科學(xué)認(rèn)識(shí)上的空白，從機(jī)理上深化對(duì)水文干旱時(shí)空變化規(guī)律的理解。

實(shí)踐價(jià)值：支撐防災(zāi)減災(zāi)與水資源管理

通過揭示干旱的影響機(jī)制，該書的研究成果能夠?yàn)橹贫茖W(xué)合理的抗旱應(yīng)對(duì)措施提供理論依據(jù)。這對(duì)于面臨嚴(yán)重干旱威脅的水利及相關(guān)行業(yè)來說，是應(yīng)對(duì)“如何有效開展干旱評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)”這一重大挑戰(zhàn)的關(guān)鍵支撐。

宏觀戰(zhàn)略意義：服務(wù)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展

研究最終落腳于“為推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”提供重要理論支撐。這不僅是對(duì)區(qū)域局部問題的解決，更是對(duì)國家重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展）的積極響應(yīng)，對(duì)于保障區(qū)域糧食安全、水安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的宏觀意義。

核心亮點(diǎn)

尺度擴(kuò)展：從站點(diǎn)到流域面

提出基于典型斷面水文干旱指數(shù)的流域綜合干旱反演算法，解決了從“站點(diǎn)監(jiān)測(cè)”到“流域面評(píng)估”的尺度轉(zhuǎn)換難題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流域整體旱情的精確把握。

等級(jí)劃分：干旱評(píng)測(cè)新技術(shù)

研發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)特性的干旱等級(jí)劃分新技術(shù)，為干旱嚴(yán)重程度的判定提供了更科學(xué)、客觀的定量標(biāo)準(zhǔn)。

過程解析：干旱傳遞過程動(dòng)態(tài)

構(gòu)建變化環(huán)境下“氣象-水文”干旱傳遞過程解析模型，揭示了降水短缺如何逐步演變?yōu)樗母珊档膭?dòng)態(tài)傳遞過程。系統(tǒng)闡釋了流域干旱的氣候?qū)W歸因。

目錄一覽

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以上內(nèi)容摘編自科學(xué)出版社2025年10月出版的《水文干旱變化特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究》（趙雪花等著，北京：科學(xué)出版社，2025.11. ISBN 978-7-03-084012-7) 一書前言，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

氣候水文變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)牧業(yè)等影響重大, 尤其在氣候變化敏感、生態(tài)系統(tǒng)脆弱的內(nèi)蒙古荒漠地區(qū)更為顯著, 亟須研發(fā)內(nèi)蒙古荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候水文變化關(guān)鍵技術(shù)。本次相關(guān)推薦的圖書以內(nèi)蒙古為研究區(qū), 基于生態(tài)系統(tǒng)、氣候水文因子等數(shù)據(jù)及野外調(diào)查與測(cè)試, 應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)森林等方法, 識(shí)別了內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化生態(tài)系統(tǒng)、氣候水文因子的時(shí)空變異規(guī)律; 揭示了氣候水文變化對(duì)荒漠化生態(tài)系統(tǒng)的影響過程與響應(yīng)機(jī)制; 形成了氣候水文變化對(duì)荒漠化生態(tài)系統(tǒng)影響的評(píng)估技術(shù); 模擬預(yù)估了未來氣候水文影響下荒漠化生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn), 提出了內(nèi)蒙古荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候水文變化的方案。該書在豐富和完善相關(guān)研究方法的基礎(chǔ)上, 為荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候水文變化提供參考, 有一定的應(yīng)用前景和學(xué)術(shù)價(jià)值, 可供水資源、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生、研究人員及相關(guān)從業(yè)者參考使用。

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(本文編輯：方嘉雯）