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全球气候变暖、涝灾事件及其对人类社会发展的影响已成为当前世界各国政府和科学界十分关注的重大问题。广西西江流域是中国洪涝灾害最为严重的地区,频繁发生洪涝灾害,严重制约和影响经济的可持续发展。洪水灾害对全球气候变化响应的结果,使我们不得不对现有广西西江流域洪水灾害防治规划进行检讨,从全球气候环境变化的角度重新认识和防御西江流域特大洪水。
本文在广西西江流域的气象、水文资料基础上,统计分析气候变化背景下极端气温、极端降雨的空间分布、时间演变特征和概率分布:计算极端气温、极端降雨的均值和离差系数;利用自然正交函数展开方法对年极端降雨进行客观分区:运用Mann-Kendall趋势检验法、Spearman秩次相关检验法和线性趋势同归检验法量化分析年极端气温、极端降雨的趋势成分,利用方差分析法分析年极端气温、极端降雨的周期成分,采用有序聚类分析法、滑动T检验法找出年极端气温、极端降雨的时间突变点;选用对数正态分布、皮尔逊III型分布、Gumbel分布、Weibul1分布拟合年气温、降雨极值,并采用柯尔莫洛夫-斯米尔诺夫(KS)方法检验理论分布与经验分布的偏离程度。接着,应用SPSS统计软件分析各测站的极端气候因素与梧州水文站洪水的相关性;同时,运用数列灰预测法,预测广西两江流域2015年、2020年年极端气温、降雨,并计算其Hurst指数。最后,运用Be神经网络方法,建立“年极端气温、年最大ld、3d、7d降雨一梧州年最大流量BP神经网络模型”和“年最大流量一年最高水位BP神经网络模型”,研究极端气候变化对梧州水文站年最大流量、最高水位、洪水频率的影响:①年最大3d降雨显著影响梧州水文站年最大流量和年最高水位,年最大3d降雨量小幅度的增加也会引起年最大流量和年最高水位的剧增;②在未来极端气候变化的影响下,梧州水文站的最大流量有不同程度的减少,年最高水位下降;③对于相同的年最大流量,受年极端最高气温、年极端最低气温和年最大ld、3d降雨量变化影响后频率变小,重现期变大;而受年极端最高气温、年极端最低气温和年最大7d降雨量变化影响后频率变大,重现期变小。对于相同的频率和重现期,受年极端最高气温、年极端最低气温和年最大ld、3d降雨量变化影响后,相应的年最人流量减少;受年极端最高气温、年极端最低气温和年最大7d降雨量变化影响后,相应的年最入流量增加。