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極端干旱對黏土斜墻壩的致災機理及對策研究 版權信息
- ISBN：9787030698544
- 條形碼：9787030698544 ; 978-7-03-069854-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
極端干旱對黏土斜墻壩的致災機理及對策研究 本書特色
適讀人群 ：設計單位、水庫大壩管理單位和從事大壩安全評估的技術人員，也可作為高等學校水利類專業(yè)的教材或參考書。該書所研究的科學技術對保證土石壩在低水位情況下安全運行、保障居民生產(chǎn)生活用水、發(fā)揮水庫供水、生態(tài)等方面具有重要指導作用，社會效益和經(jīng)濟效益巨大。
極端干旱對黏土斜墻壩的致災機理及對策研究 內(nèi)容簡介
優(yōu)選氣候變化導致特別事件頻發(fā)，給大壩的安全運行和管理帶來了新的挑戰(zhàn)。本書針對特別干旱對黏土斜墻壩的致災作用機理進行了系統(tǒng)研究，通過理論分析、數(shù)值模擬、物模試驗等方法，探究了黏土體干縮裂縫受旱擴展模式以及裂縫出現(xiàn)后的防滲體滲流變化情況，并結合實際工程提出了應對措施。主要內(nèi)容包括：構建了黏土干縮裂縫擴展模型，模擬了干縮裂縫擴展過程以及分布情況；建立了裂縫表征體系，挖掘出裂縫擴展與土體參數(shù)之間的關系；討論了裂縫出現(xiàn)之前的降雨入滲以及積水入滲機理，明晰了不同時期滲流水在裂縫土體內(nèi)的滲流過程；開展了大比尺模型試驗與離心模型試驗，揭示了黏土斜墻防滲體干縮裂縫對大壩的致災過程；計算分析了干旱過程黏土斜墻的脆弱性，探究了特別干旱中土石壩的恢復力；挖掘了裂縫擴展特征，以寬度信息確定了裂縫深度發(fā)育大小；建立了裂縫參數(shù)與大壩滲流之間的關系，確定了干旱后的裂縫滲流預警指標；結合實際工程，制定了應對持續(xù)干旱、低水位工況的水庫運行應急綜合決策方法，提出了土石壩應對特別干旱的工程和非工程防災減災措施。
極端干旱對黏土斜墻壩的致災機理及對策研究 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 氣候變化與極端干旱事件 1
l.1.1 氣候變化 1
1.1.2 極端干旱 3
1.2 極端干旱對大頊安全的影響 7
1.2.1 極端干旱的影響 7
1.2.2 旱澇急轉的影響 10
1.3 干縮裂縫影響下的黏土體滲流演化研宄進展 11
1.3.1 裂縫影響土體滲透性 11
1.3.2 裂縫影響土體滲流過程 12
1.4 土石壩滲透破壞研宄進展 14
1.4.1 土石壩滲透破壞 14
1.4.2 土石壩滲透破壞的試驗研宄 17
1.4.3 土石壩滲透破壞的數(shù)值模擬 19
參考文獻 20
第2章 受旱過程黏土體干縮裂縫擴展機理 28
2.1 受旱過程中黏土體裂縫擴展理論 28
2.1.1 微觀層面顆粒間作用力 28
2.1.2 宏觀層面體積收縮 33
2.2 土體干縮裂縫深度擴展模型 41
2.2.1 土中基質(zhì)吸力垂直分布 41
2.2.2 干縮裂縫發(fā)展深度計算模型 44
2.2.3 干縮裂縫發(fā)展寬度計算模型 47
2.2.4 復雜裂縫網(wǎng)絡形態(tài)表征體系 51
2.3 受旱過程中黏土體裂縫擴展試驗 54
2.3.1 試驗過程 54
2.3.2 裂縫度量指標確定 56
2.4 受旱過程中黏土體裂縫擴展數(shù)值模擬 66
2.4.1 裂縫出現(xiàn)時刻含水率 66
2.4.2 裂縫深度 67
2.4.3 裂縫寬度 68
2.4.4 裂縫隨機分布模擬 79
參考文獻 80
第3章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)模型試驗 82
3.1 干濕循環(huán)模型試驗 82
3.1.1 試驗系統(tǒng) 82
3.1.2 試驗過程 87
3.1.3 試驗結果 88
3.2 水槽模型試驗 91
3.2.1 相似性分析 91
3.2.2 試驗系統(tǒng) 93
3.2.3 試驗過程 98
3.2.4 試驗結果分析 103
3.3 離心模型試驗 110
3.3.1 相似性分析 110
3.3.2 試驗系統(tǒng) 112
3.3.3 試驗過程 114
3.3.4 試驗結果分析 116
參考文獻 124
第4章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)數(shù)值模擬 125
4.1 降雨條件下斜墻現(xiàn)入滲過程 125
4.1.1 降雨入滲理論 125
4.1.2 積水入滲理論 128
4.2 水位上升條件下斜墻壩滲流過程 130
4.2.1 初始階段水流進入裂縫 131
4.2.2 后續(xù)階段水流進入土體 133
4.2.3 水力劈裂 136
4.3 不同條件下黏土斜墻壩滲流性態(tài)的數(shù)值模擬分析 138
4.3.1 旱前穩(wěn)定飽和滲流分析 139
4.3.2 旱澇急轉滲流分析 140
4.3.3 裂縫存在時滲流分析 146
4.3.4 計算成果與試驗對比分析 148
參考文獻 149
第5章 極端干旱下黏土斜墻規(guī)脆弱性與恢復力 151
5.1 大壩脆弱性與恢復力 151
5.1.1 大壩脆弱性 151
5.1.2 大壩恢復力 153
5.2 極端干旱中黏土斜墻壩脆弱性 156
5.2.1 受旱過程中黏土體脆弱性 156
5.2.2 旱澇急轉工況下黏土斜墻壩脆弱性 164
5.2.3 旱后正常運行期黏土斜墻壩脆弱性 184
5.3 極端干旱后黏土斜墻壩恢復力 188
5.3.1 裂縫愈合分析 188
5.3.2 裂縫愈合后滲流計算 209
參考文獻 210
第6章 極端低水位下水庫運行安全綜合處置措施 212
6.1 干縮裂縫檢測與探測 212
6.1.1 土體開裂部分檢測 212
6.1.2 裂縫深度探測 217
6.2 綜合決策方法 218
6.3 滲流安全預警指標 218
6.3.1 常規(guī)滲流安全預警指標 218
6.3.2 裂縫滲流安全預警指標 220
6.3.3 裂縫深度確定 222
6.4 綜合處置措施 224
6.4.1 運行管理措施 224
6.4.2 工程施工措施 225
參考文獻 226
第7章 工程應用 227
7.1 昭平臺水庫極端低水位下運行綜合決策 227
7.1.1 工程概況 227
7.1.2 動用死庫容的必要性 228
7.1.3 庫容曲線估算 228
7.1.4 監(jiān)測資料分析 230
7.1.5 滲流安全復核 235
7.1.6 結構安全分析 242
7.1.7 綜合決策 243
7.2 白龜山水庫極端低水位下應對措施 244
7.2.1 工程概況 244
7.2.2 運行管理措施 246
7.2.3 工程施工措施 248
7.2.4 滲流安全預警指標 250
參考文獻 259
第8章 極端干旱下黏土斜墻壩安全運行經(jīng)驗與總結 260
8.1 極端干旱中黏土體裂縫發(fā)育機理 260
8.2 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)變化 260
8.3 極端干旱中黏土斜墻壩安全運行對策 261
附錄 裂縫分布模擬程序 263
前言
第1章 緒論 1
1.1 氣候變化與極端干旱事件 1
l.1.1 氣候變化 1
1.1.2 極端干旱 3
1.2 極端干旱對大頊安全的影響 7
1.2.1 極端干旱的影響 7
1.2.2 旱澇急轉的影響 10
1.3 干縮裂縫影響下的黏土體滲流演化研宄進展 11
1.3.1 裂縫影響土體滲透性 11
1.3.2 裂縫影響土體滲流過程 12
1.4 土石壩滲透破壞研宄進展 14
1.4.1 土石壩滲透破壞 14
1.4.2 土石壩滲透破壞的試驗研宄 17
1.4.3 土石壩滲透破壞的數(shù)值模擬 19
參考文獻 20
第2章 受旱過程黏土體干縮裂縫擴展機理 28
2.1 受旱過程中黏土體裂縫擴展理論 28
2.1.1 微觀層面顆粒間作用力 28
2.1.2 宏觀層面體積收縮 33
2.2 土體干縮裂縫深度擴展模型 41
2.2.1 土中基質(zhì)吸力垂直分布 41
2.2.2 干縮裂縫發(fā)展深度計算模型 44
2.2.3 干縮裂縫發(fā)展寬度計算模型 47
2.2.4 復雜裂縫網(wǎng)絡形態(tài)表征體系 51
2.3 受旱過程中黏土體裂縫擴展試驗 54
2.3.1 試驗過程 54
2.3.2 裂縫度量指標確定 56
2.4 受旱過程中黏土體裂縫擴展數(shù)值模擬 66
2.4.1 裂縫出現(xiàn)時刻含水率 66
2.4.2 裂縫深度 67
2.4.3 裂縫寬度 68
2.4.4 裂縫隨機分布模擬 79
參考文獻 80
第3章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)模型試驗 82
3.1 干濕循環(huán)模型試驗 82
3.1.1 試驗系統(tǒng) 82
3.1.2 試驗過程 87
3.1.3 試驗結果 88
3.2 水槽模型試驗 91
3.2.1 相似性分析 91
3.2.2 試驗系統(tǒng) 93
3.2.3 試驗過程 98
3.2.4 試驗結果分析 103
3.3 離心模型試驗 110
3.3.1 相似性分析 110
3.3.2 試驗系統(tǒng) 112
3.3.3 試驗過程 114
3.3.4 試驗結果分析 116
參考文獻 124
第4章 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)數(shù)值模擬 125
4.1 降雨條件下斜墻現(xiàn)入滲過程 125
4.1.1 降雨入滲理論 125
4.1.2 積水入滲理論 128
4.2 水位上升條件下斜墻壩滲流過程 130
4.2.1 初始階段水流進入裂縫 131
4.2.2 后續(xù)階段水流進入土體 133
4.2.3 水力劈裂 136
4.3 不同條件下黏土斜墻壩滲流性態(tài)的數(shù)值模擬分析 138
4.3.1 旱前穩(wěn)定飽和滲流分析 139
4.3.2 旱澇急轉滲流分析 140
4.3.3 裂縫存在時滲流分析 146
4.3.4 計算成果與試驗對比分析 148
參考文獻 149
第5章 極端干旱下黏土斜墻規(guī)脆弱性與恢復力 151
5.1 大壩脆弱性與恢復力 151
5.1.1 大壩脆弱性 151
5.1.2 大壩恢復力 153
5.2 極端干旱中黏土斜墻壩脆弱性 156
5.2.1 受旱過程中黏土體脆弱性 156
5.2.2 旱澇急轉工況下黏土斜墻壩脆弱性 164
5.2.3 旱后正常運行期黏土斜墻壩脆弱性 184
5.3 極端干旱后黏土斜墻壩恢復力 188
5.3.1 裂縫愈合分析 188
5.3.2 裂縫愈合后滲流計算 209
參考文獻 210
第6章 極端低水位下水庫運行安全綜合處置措施 212
6.1 干縮裂縫檢測與探測 212
6.1.1 土體開裂部分檢測 212
6.1.2 裂縫深度探測 217
6.2 綜合決策方法 218
6.3 滲流安全預警指標 218
6.3.1 常規(guī)滲流安全預警指標 218
6.3.2 裂縫滲流安全預警指標 220
6.3.3 裂縫深度確定 222
6.4 綜合處置措施 224
6.4.1 運行管理措施 224
6.4.2 工程施工措施 225
參考文獻 226
第7章 工程應用 227
7.1 昭平臺水庫極端低水位下運行綜合決策 227
7.1.1 工程概況 227
7.1.2 動用死庫容的必要性 228
7.1.3 庫容曲線估算 228
7.1.4 監(jiān)測資料分析 230
7.1.5 滲流安全復核 235
7.1.6 結構安全分析 242
7.1.7 綜合決策 243
7.2 白龜山水庫極端低水位下應對措施 244
7.2.1 工程概況 244
7.2.2 運行管理措施 246
7.2.3 工程施工措施 248
7.2.4 滲流安全預警指標 250
參考文獻 259
第8章 極端干旱下黏土斜墻壩安全運行經(jīng)驗與總結 260
8.1 極端干旱中黏土體裂縫發(fā)育機理 260
8.2 極端干旱后黏土斜墻壩滲流性態(tài)變化 260
8.3 極端干旱中黏土斜墻壩安全運行對策 261
附錄 裂縫分布模擬程序 263
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極端干旱對黏土斜墻壩的致災機理及對策研究 節(jié)選
第1章 緒論 1.1 氣候變化與極端干旱事件 1.1.1 氣候變化 氣候變化已成為全球性問題，并受到國際社會的普遍關注。迄今為止，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC）已經(jīng)發(fā)布五次評估報告對全球氣候變化狀況及未來可能的發(fā)展趨勢做了研究和判斷。IPCC **工作組第五次評估報告 Climate Change 2013： The Physical Science 從觀測、歸因分析、未來預測3個不同角度，表明地球系統(tǒng)正在經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化[1]。自1950年以來，氣候系統(tǒng)觀測到的許多變化是過去幾十年甚至近千年以來史無前例的。全球幾乎所有地區(qū)都經(jīng)歷了升溫過程，變暖體現(xiàn)在地球表面氣溫和海洋溫度的上升、海平面的上升、格陵蘭和南極冰蓋消融和冰川退縮、極端氣候事件頻率的增加等方面。全球地表持續(xù)升溫，1880～2012年全球平均溫度已升高0.85°C ；過去30年，每10年地表溫度的增暖幅度高于1850年以來的任何時期[2，3]。 氣候變化是指能夠識別的氣候狀態(tài)的變化，即平均值變化和/或各種特性的變率，并持續(xù)較長的時間，一般達幾十年或更長時期。氣候變化或許是自然氣候變率或人為氣候變化所致。不斷變化的氣候可導致極端天氣和氣候事件在頻率、強度、空間范圍、持續(xù)時間和發(fā)生時間上的變化，并能夠?qū)е虑八匆姷臉O端天氣和氣候事件。極端天氣和氣候事件中天氣和氣候的狀態(tài)嚴重偏離其平均態(tài)，在統(tǒng)計意義上屬于小概率事件，雖然極端事件的發(fā)生頻率比較低，但是往往會給自然環(huán)境和人類社會帶來較大的影響[4]。在過去的幾十年，全球變暖導致的極端天氣氣候事件不斷增加以及人和經(jīng)濟資產(chǎn)（承災體的）暴露度和脆弱性的增加，導致與天氣和氣候有關的災害經(jīng)濟損失不斷增加（主要反映了貨幣化的資產(chǎn)直接損害）。自1980年以來，年損失估計值區(qū)間從幾十億美元到2000億美元（按2010年美元價值計），2005年值*高[5]。損失估計值是各估計值的*低值，因為許多其他影響諸如人的生命、文化遺產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)的損失難以估量和貨幣化，因而在損失估計值中無法體現(xiàn)。在發(fā)達國家，與天氣、氣候和地球物理事件相關的災害經(jīng)濟損失（包括保險覆蓋的損失）更高。在發(fā)展中國家，死亡率。 圖1.1 1901～2014年中國地表溫度距平變化曲線 降水模式的變化、地表溫度上升、洪水和干旱的頻率與強度增加、冰川大面積融化以及降雪量的減少，這些都是全球氣候變化帶來的水文變化。氣候變化引起暴雨、洪水、干旱等水文極值變化，必將影響水庫大壩設計洪水的大小，繼而影響水利工程的設計。1954～2017年全國各類水庫發(fā)生潰壩事件3539起，其中1/3以上是由于遭遇特大洪水、設計洪水偏低和泄洪設備失靈，從而引起洪水漫頂而失事。在氣候變化背景下，水利工程的設計和運行管理中需要考慮以下一些問題：①氣候變化引起流域降雨和徑流的變化，將影響流域的設計暴雨和設計洪水，需要適當?shù)靥岣咚こ谭篮榈脑O計標準；②氣候變化將可能加劇干旱發(fā)生的頻率、范圍和程度，進而影響水利工程的供水保證率；③暴雨強度和暴雨次數(shù)的增加，可能會引發(fā)地質(zhì)災害和加大泥沙沖淤對水利工程安全和壽命的影響；④氣候變化和變異將可能加大極端水文氣候事件發(fā)生的頻次和強度，對已建工程的運行規(guī)則和規(guī)程需要做相應的必要調(diào)整，以保障水利工程的安全和洪水資源化；⑤由經(jīng)濟損失占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比重更大。在1970～2008年，95%以上由自然災害造成的死亡發(fā)生在發(fā)展中國家。擁有迅速擴大的資產(chǎn)基數(shù)的中等收入國家所承擔的負擔*大。在2001～2006年，根據(jù)有限的證據(jù)，對于中等收入的國家，損失約占GDP的1%，而對于低收入國家這一比例約占GDP的0.3%，對于高收入國家則不足GDP的0.1%[6]。 在氣候變化的大背景下，中國近百年的氣候也發(fā)生了明顯變化[7，9]，統(tǒng)計分析1901～2014年中國地表溫度距平變化曲線（圖1.1）可見，平均地表氣溫上升了0.9～1.5°C，近60年陸地表面溫度上升了1.38°C，每10年升髙0.23°C，髙于全球平均水平。由1956～2014年中國平均降水量變化曲線可知，年降水呈現(xiàn)出明顯的年際振蕩規(guī)律[10，11]。于極端氣象災害發(fā)生的頻率和強度有進一步增強的趨勢，在運行管理中要重視水情信息的監(jiān)測和預報，加強防洪抗旱應急預案的編制和執(zhí)行。 1.1.2 極端干旱 1.極端氣候變化 極端天氣氣候事件有多種定義方法，如Easterling等[12]指出極端事件可以從三個方面進行定義：①基于簡單的氣候統(tǒng)計來定義，如極端溫度和極端降水量等;②從天氣氣候事件的發(fā)生與否來定義，如干旱和颶風等；③從天氣氣候事件對社會所造成影響的大小來判定。Bengtsson等[13]歸納了定義極端事件的三個標準：①發(fā)生頻率較低；②具有較大或較小的強度；③造成了嚴重的社會經(jīng)濟損失。極端事件的變化可能與平均值、變率或概率分布形態(tài)的變化或所有這些變化有關聯(lián)。 《氣候變化國家評估報告》中定義了27種與極端天氣氣候事件相關的指數(shù)，其中16種與氣溫有關，11種與降水有關[9]。IPCC第四次評估報告指出：近年，全球范圍的冷日、冷夜和霜凍的發(fā)生頻率減小，而暖日、暖夜和熱浪的發(fā)生頻率增加。其中特別是高溫熱浪發(fā)生頻率增多，強度增強，并且分布范圍較廣。預計今后這種極端事件的發(fā)生將更加頻繁[14]。全球部分地區(qū)（如東南亞、南美洲、非洲、英國和加拿大等地區(qū)）的極端溫度事件也出現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。氣候異常變化改變了全球水文循環(huán)的現(xiàn)狀。全球地表溫度的升高會使地表蒸發(fā)加劇，大氣保持水分的能力也會增強，這表示大氣中的水分可能增加。地面的蒸發(fā)能力增強，將會更易發(fā)生干旱，同時為了蒸發(fā)相平衡，降水也將增加，從而易發(fā)生洪澇災害。圖1.2統(tǒng)計了1900～2016年全球自然災害事件，可見極端水文、氣象類災害事件發(fā)生的頻率、頻次有明顯增強趨勢，如臺風及超強臺風個數(shù)和強度均明顯增加[15]。 圖1.2 1900～2016年全球自然災害統(tǒng)計 我國東部位于東亞季風區(qū)，西部地處西亞內(nèi)陸區(qū)，天氣和氣候系統(tǒng)復雜，既受亞洲季風系統(tǒng)的影響，又有青藏高原大地形的作用，是世界上受氣象災害影響極為嚴重的國家之一。近年來，我國發(fā)生的極端事件越來越頻繁，破壞性越來越大，并且表現(xiàn)出極為明顯的群發(fā)性特征。2006年夏，我國四川、重慶等地發(fā)生了百年一遇的干旱，與之相伴的是歷史罕見的高溫熱浪，高溫日數(shù)、持續(xù)時間和極端高溫強度（44.5°C）均創(chuàng)下了當?shù)赜袣庀笥^測以來的歷史同期*高[16]。2007年夏天，重慶發(fā)生了有氣象觀測記錄以來*強的強降水，從而引發(fā)洪澇，造成25個區(qū)縣共300余萬人受災，同時淮河流域遭遇了1954年以來的*大降水量，導致發(fā)生流域性大洪水，而東北地區(qū)入夏以來則持續(xù)嚴重干旱，局部地區(qū)高溫少雨，均創(chuàng)造有記錄以來**位。2008年1月至2月初，我國南方地區(qū)經(jīng)歷了歷史罕見的大范圍低溫雨雪和冰凍災害，持續(xù)時間之長、影響程度之嚴重均為歷史罕見，給南方的國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失，特別是對交通、能源供應、電力傳輸、通信設施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)系統(tǒng)和人民生活造成了嚴重影響，造成的直接經(jīng)濟損失達上千億元[17]。此外，全國其他地區(qū)大大小小的極端氣象災害造成人員和財產(chǎn)損失不可估量[18]。2009年以來云南省連續(xù)4年大旱，其中2010年遭遇百年一遇的全省性特大干旱，多條河道干涸，大片農(nóng)田龜裂，數(shù)百萬人口受災，損失之嚴重歷史少有[19]。2014年河南省遭遇大旱，為保障城鄉(xiāng)居民生活供水，多座水庫啟用了死庫容[20]。2000～2010年，我國（未包括香港、澳門、臺灣）發(fā)生的洪澇災害年平均受災人口12831.5萬人，農(nóng)業(yè)年平均受災面積1057.9萬hm2，年平均直接損失為989.15億元[21]2011年6月，我國南方地區(qū)連續(xù)遭受兩次強降雨襲擊，部分地區(qū)發(fā)生嚴重的洪澇災害，兩次災害造成105人死亡，63人失蹤，直接經(jīng)濟損失達50億元人民幣。2012年7月，我國大部分地區(qū)遭遇暴雨，其中，北京及其周邊地區(qū)遭遇61年以來*強暴雨及洪澇災害，不僅導致城市交通混亂，而且還有66人遇難，直接經(jīng)濟損失高達150億元[22]。2013年全國洪澇災害受災人口多達1.2億人，因災死亡774人、失蹤374人[23]。2000年以來的洪澇災害引起的死亡人數(shù)是洪澇、地質(zhì)、地震、海洋災害及森林火災五類自然災害中排名**的，約占六成；所造成的經(jīng)濟損失，也占到八成以上，可見我國受洪澇災害影響程度之深。洪澇災害已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一[24]。事實已經(jīng)說明，我國伴有群發(fā)性的極端氣候事件正在不斷加劇。 2.極端干旱事件 由于干旱是一種復雜的氣象現(xiàn)象，干旱的出現(xiàn)及持續(xù)與下墊面的狀況關系非常密切，目前不同的研究領域?qū)Ω珊档亩x和強度并沒有一個統(tǒng)一的標準。據(jù)世界氣象組織（WMO）1980年的統(tǒng)計，實際應用中的干旱指數(shù)多達55種。定義一個客觀的干旱指數(shù)并能較好地反映干旱程度是干旱研究的一個基本問題[25]。常用的干旱指數(shù)可以分為3類：①單因素指數(shù)。主要有降水距平、降水距平百分率、歷史干旱分級描述指標、土壤濕度干旱指數(shù)等，這類指數(shù)的特點是以單個要素的值或其距平值的大小作為干旱的衡量標準。雖然簡單易行，但把干旱這種復雜的綜合現(xiàn)象，簡單歸結為一個要素的影響，是不夠全面和完善的。②簡單多因素綜合指數(shù)。主要有降水量-蒸發(fā)量、蒸發(fā)量/降水量、降水量-作物需水量、作物需水量/降水量、水分供求差（比）、土壤水分虧缺量等，這類指數(shù)一般考慮了兩個或更多的要素，而且以它們之間的差值、比值、百分值及組合值作為衡量標準，計算簡單，涉及的要素值易于查找，但是這類干旱指數(shù)往往有明顯的針對性和適用范圍，因而同樣缺乏普適性。③復雜綜合指數(shù)。這類指數(shù)又可細分為兩類，一類從因子上說是單因子指數(shù)，它由降水的特點和變化特征，經(jīng)過復雜計算定義出指數(shù)，如降水異常指數(shù)（RAI）[26]、Bhalme和Mooley干旱指數(shù)（BMDI）[26]，標準化降水指數(shù)（SPI）[27]等；另一類在資料處理和計算程序上較前一類復雜，一般都包含兩個以上的要素，并且考慮了水分平衡過程或熱量平衡過程，如帕爾默干旱指數(shù)（PDSI）[28]，表層水供應指數(shù)（SWSI）[29]、復墾干旱指數(shù)（RDI）[30]，地表濕潤指數(shù)（丑）[31]等。Byun和Wilhith[32%列表比較了這些干旱指數(shù)的特點。對于不同的領域，干旱的定義各不相同而且種類較多，可以參考這些干旱的定義，綜合考慮土壤水分、供水、人類需水指標（考慮對社會經(jīng)濟的影響和損失）、人類活動等，提出一套適用的干旱指標體系，再采用評分的辦法，*后依據(jù)研究的區(qū)域劃分出干旱的等級和程度（如輕微、中等、嚴重、極端干旱），進而可以判斷和定義出極端干旱。 美國國家大氣研究中心（NCAR）的研究成果表明，受全球氣候變化的影響，在接下來的幾十年中，全球干旱呈嚴重加劇趨勢，持續(xù)時間長、影響范圍廣和強度高的極端干旱氣候發(fā)生頻率顯著增加，某些地區(qū)的干旱會持續(xù)惡化，局部地區(qū)甚至可能遭遇百年一遇甚至幾百年一遇的打破歷史紀錄的特大旱情。可以預見，干旱氣候帶來的災害問題將越來越嚴重，必須引起人們的高度重視，并開展深入而系統(tǒng)的防災減災對策研究。 受氣候變化影響，近年來，我國局部性、區(qū)域性的干旱災害連年發(fā)生，重特大干旱災害也呈現(xiàn)頻發(fā)的態(tài)勢[33]。在我國發(fā)生的所有自然災害中，干旱災害發(fā)生頻率*髙，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的影響也*為深遠，年均經(jīng)濟損失超千億元。我國歷史上平均每2～3年即發(fā)生一次較大影響的旱災。20世紀的100年間我國發(fā)生嚴重旱災18次，而進入21世紀以來的前20年就已發(fā)生10次較嚴重的旱災。2006～2007年，我國川渝地區(qū)發(fā)生嚴重干旱；2009年底至2010年6月，西南5省（區(qū)、市）發(fā)生特大干旱災害；2011年1～5月，長江中下游地區(qū)湖北、湖南、江西
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