伊朗乌尔米耶湖流域水库干旱指数开发与基于Copula的频率分析

　　为解决伊朗乌尔米耶湖流域因水资源管理不善导致的水文干旱加剧问题，研究人员开发了标准化水库指数（SRI），并结合Copula函数分析干旱特征（如持续时间和严重程度）的联合概率与重现期。研究发现气象干旱（SPI）向水文干旱（SRI）的传播存在7-9个月滞后，且人为活动使可持续性指数（SI）降低2-13%。该研究为半干旱流域水库干旱监测与管理提供了新工具，成果发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。

　　

研究背景
伊朗乌尔米耶湖流域长期面临水资源短缺和生态退化问题，流域内40余座水库的建设和不合理调度导致湖泊入流量锐减。传统干旱指数（如标准化降水指数SPI）难以量化水库运营和人类活动对干旱的叠加影响，亟需开发针对水库的干旱评估工具。

研究机构与方法
国内研究人员针对该流域5座关键水库，提出标准化水库指数（SRI），通过Gamma分布拟合降水数据、广义极值分布（GEV）拟合水库水位数据，结合Copula函数构建干旱特征（持续时间D和严重程度S）的联合分布。采用修正Mann-Kendall（MMK）检验分析趋势，并引入可持续性指数（SI）量化人为影响。

研究结果

1. 干旱评估：SPI与SRI的滞后相关性表明气象干旱向水文干旱传播需7-9个月（Nahand水库为9个月），流域平均降水趋势不显著（p>0.05）。
2. 人为影响：SI分析显示水库干旱的恢复能力低于气象干旱，Nahand水库SI降幅达13%，凸显管理缺陷对干旱的加剧作用。
3. 联合概率分析：Gaussian Copula最优拟合干旱特征（NSE>0.9），OR状态下SRI干旱概率高于SPI，AND状态下则相反，表明水库运营改变了干旱的联合发生模式。

结论与意义
研究首次将标准化技术与Copula结合用于水库干旱分析，揭示人为干预下干旱特征的异化规律。OR/AND状态的对比为干旱风险评估提供双重视角，成果对半干旱区水库调度策略优化具有指导价值。局限性包括数据年限（部分水库仅20年记录）和分布函数选择的区域依赖性，未来可扩展至多变量耦合分析。