基于标准化事件工具的干旱传播预测模式研究——在阿瓦什河流域的应用

《Environmental Modelling & Software》：Using a Standardized Event-Based Tool for Drought Analysis: Application to Propagation Predictability Patterns

　　本文开发了一种基于SWAT+模型输出和Python的标准化干旱事件检测与传播分析工具，应用阈值水平法识别气象与水文干旱，通过事件配对计算传播关键指标（滞后、延长、衰减），揭示了阿瓦什河流域干旱传播的时空异质性，为局部干旱预测和跨流域标准化分析提供了重要方法论支持。

　　

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Description of study area

阿瓦什河流域（ARB）的海拔变化范围在200米至4000米之间，涵盖了多样化的水文和农业系统。全长1200公里的阿瓦什河发源于中部高地，向东流经科卡水库（年均泄水量：1187百万立方米）。河流向东北方向流动，并有来自季节性河流、淡水湖和咸水湖的额外流量补充，最终在海拔250米的阿比湖终止。流域内的土壤类型以Leptosols为主。

Evaluation of Model Performance

对WaPOR数据和SWAT+模型输出的蒸散发（ET）这一关键水文通量进行的比较显示，在各个子流域中，模型与观测值的一致性程度不一，这在很大程度上受到土地利用特征的影响（图3）。WS1子流域的模型ET与观测ET最为接近（SWAT+模型年均ET：640毫米/年，WaPOR年均ET：678毫米/年）。与WaPOR ET数据相比，模型输出的变异性有所降低，其四分位距从WaPOR的420-960毫米/年压缩至SWAT+模型的520-780毫米/年。空间分析表明...

Rainfed agricultural systems (WS1)

WS1子流域的高ET模拟性能反映了模型在捕捉这个以农业为主的流域中主要水文过程方面的能力。SWAT+模型与WaPOR年均值的紧密吻合验证了在雨养条件下，作物用水得到了充分表征。然而，SWAT+模型ET估算值的变异性降低，揭示了在模拟干旱传播背景下，关于空间尺度和过程表征的重要考量。

均质的作物覆盖和相似的土壤类型简化了该子流域的水文响应，可能导致模型低估了实际ET的时空变异性。这种简化的表征可能影响模型捕捉干旱传播过程中细微但关键的土壤水分动态的能力，特别是在干旱发生和消退期间。

Conclusions

本研究通过考察不同水文环境下景观响应的时空一致性模式，评估了干旱传播的可预测性。干旱预测的根本挑战在于，如何在保留由水文气候-景观相互作用控制的流域尺度响应的同时，确定级联干旱信号的最简约表征。我们的分析揭示了业务化干旱预测的机遇与局限。