武慧敏，呂愛(ài)鋒，張文翔

(1.云南省高原地理過(guò)程與環(huán)境變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南師范大學(xué)地理學(xué)部,昆明 650500；2.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

干旱是一種反復(fù)發(fā)生且具有嚴(yán)重影響的災(zāi)害，與其他類型的災(zāi)害相比其波及范圍廣，影響時(shí)間長(zhǎng)，是迄今為止代價(jià)最高的自然災(zāi)害[1]。干旱由一個(gè)地區(qū)長(zhǎng)期降水不足引起，是典型的與水資源不足相關(guān)的異常氣候事件[2]，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響并導(dǎo)致廣泛的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境挑戰(zhàn)[3-5]。如2014年美國(guó)加州的干旱事件造成了22億美元的損失[6]。根據(jù)水循環(huán)不同環(huán)節(jié)中水分影響對(duì)象的差異，一般將干旱分為氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱[7]，不同類型干旱的發(fā)生在時(shí)間上具有遞進(jìn)關(guān)系[8]。氣象干旱是其他干旱類型的根源，在干旱災(zāi)害傳播鏈中起關(guān)鍵作用[9]。水文干旱的發(fā)生與氣象干旱相比較慢，其持續(xù)時(shí)間也比氣象干旱要長(zhǎng)，氣象干旱的發(fā)生一般難以控制，但是水文干旱的影響可以通過(guò)一定的措施來(lái)避免或降低[10]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用各類氣象干旱指標(biāo)如標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(standardized precipitation index，SPI)、帕默爾干旱指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)以及水文干旱指標(biāo)如標(biāo)準(zhǔn)徑流指數(shù)(standardized runoff index，SRI)、帕默爾水文干旱指數(shù)、徑流干旱指數(shù)和地表供水指數(shù)等分別對(duì)氣象干旱與水文干旱進(jìn)行研究。其中：何福力等[11]基于標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)對(duì)黃河流域50年干旱演變進(jìn)行分析；翟家齊等[12]利用標(biāo)準(zhǔn)化水資源指數(shù)對(duì)海河北系的干旱特征進(jìn)行刻畫(huà)；趙安周等[13]采用帕默爾干旱指數(shù)對(duì)渭河流域干旱時(shí)空分布進(jìn)行研究；Hong等[14]利用徑流干旱指數(shù)評(píng)估了長(zhǎng)江上游水文干旱的不確定性。

綜合來(lái)看，目前的干旱研究主要側(cè)重于分析流域特定類型干旱的特征及其空間分布，多數(shù)研究在分析過(guò)程中僅選用單個(gè)干旱指數(shù)對(duì)研究區(qū)干旱狀況進(jìn)行討論，不能對(duì)流域存在多種干旱類型的情況進(jìn)行探討，針對(duì)不同類型干旱傳播過(guò)程的研究還是較為缺乏。本文主要從識(shí)別和統(tǒng)計(jì)氣象干旱與水文干旱、評(píng)估干旱的趨勢(shì)，探索SPI和SRI之間的關(guān)系，研究氣象和水文干旱之間的傳播時(shí)間以及氣象干旱向水文干旱傳播可能的影響及驅(qū)動(dòng)因素。研究結(jié)果對(duì)區(qū)域干旱管理和水資源規(guī)劃以及干旱風(fēng)險(xiǎn)的綜合防控具有重要參考價(jià)值。

1 研究區(qū)概況

巴音河流域地處柴達(dá)木盆地東北部德令哈市，位于36°53′～38°11′N，96°29′～98°08′E之間，發(fā)源于祁連山支脈野牛脊山，流域總面積達(dá)17 608 km2，河流長(zhǎng)約320 km，海拔為5 000 m[15]。屬于高原荒漠半荒漠氣候區(qū)，夏季溫暖干燥，最熱月平均氣溫為16.7 ℃，極端高溫可達(dá)33.1 ℃，年均溫為4.0 ℃；日照豐富，年日照時(shí)長(zhǎng)為3 127.9 h，年蒸發(fā)量2 102.1 mm；無(wú)霜期約為84～99 d[16]。水資源極度缺乏，年平均降雨量182.3 mm。流域地勢(shì)北高南低，地區(qū)降雨差異性較大，北部高山區(qū)的降雨200 mm以上，而南部平原區(qū)降雨量只有50～150 mm。巴音河是流域最大的內(nèi)陸河，是該區(qū)域居民生活生產(chǎn)以及生態(tài)用水的主要來(lái)源，徑流對(duì)該地區(qū)的影響尤為重要。隨著全球氣候變暖以及流域內(nèi)人類活動(dòng)的影響，巴音河流域干旱問(wèn)題日益突顯，湖泊及濕地面積降低，地下水位上升等一系列問(wèn)題相繼誘發(fā)[17]。

圖1 巴音河流域水系圖Fig.1 Water system of the Bayin River basin

2 研究方法與數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

2.1.1SPI與SRI

SPI是Mckee等[18]在1993年提出的，SPI計(jì)算簡(jiǎn)單，且具有多種時(shí)間尺度，是干旱研究中廣泛采用的指標(biāo)。SPI反映降雨量出現(xiàn)的機(jī)會(huì)率，當(dāng)SPI 為正值時(shí)表示降雨量偏多，而當(dāng)SPI 出現(xiàn)負(fù)值時(shí)表示降雨量偏少。可以通過(guò)SPI負(fù)值的大小來(lái)確定干旱的嚴(yán)重程度，SPI 的值越小代表干旱嚴(yán)重程度越高。SPI 的計(jì)算公式可參考文獻(xiàn)[19]。

SRI在2008年由Shukla等[20]提出，該指數(shù)參照標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)的概念，可以表示流域徑流量出現(xiàn)的機(jī)會(huì)率，當(dāng)出現(xiàn)正值時(shí)說(shuō)明徑流量偏多，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)值時(shí)說(shuō)明該時(shí)段徑流量偏少。該指數(shù)不僅計(jì)算簡(jiǎn)單，還可以進(jìn)行不同時(shí)間尺度分析，并在地勢(shì)復(fù)雜、水文資料缺乏地區(qū)具有適用性。SRI 的具體計(jì)算方法與SPI類似[21]，SPI與SRI等級(jí)劃分見(jiàn)表1[22]。

表1 干旱指數(shù)等級(jí)劃分Tab.1 Classification of drought indices

2.1.2Mann-Kendall檢驗(yàn)法

Mann-Kendall檢驗(yàn)法[23]可以識(shí)別一組數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)及其突變情況。Mann-Kendall檢驗(yàn)法的優(yōu)勢(shì)在于不受時(shí)間序列中異常值的干擾，序列不必具有相同的概率分布，只需滿足水文數(shù)據(jù)偏態(tài)，在水資源領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[24]。Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法的計(jì)算過(guò)程已有學(xué)者[25]進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的闡述。Z滿足標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布:若Z>0，則定義序列為上升趨勢(shì);若Z<0 時(shí)，序列則為下降趨勢(shì)。對(duì)于給定的顯著性水平α，若、|Z|≥Z1-α/2，則說(shuō)明序列上升或下降趨勢(shì)顯著。

2.2 研究數(shù)據(jù)

巴音河流域氣象水文站點(diǎn)匱乏，且流域地勢(shì)北高南低，流域各支流自北向南沿途交匯，最終在南部海拔較低的德令哈地區(qū)匯合后流出研究區(qū)，作為流域出口的德令哈站點(diǎn)匯集了流域內(nèi)眾多支流，其徑流量由流域內(nèi)所有支流的徑流構(gòu)成。因此，在氣象水文站點(diǎn)缺乏的巴音河流域，德令哈站可以較好地代表整個(gè)流域的水文狀況。降水?dāng)?shù)據(jù)選用德令哈氣象站1961—2019年逐月降水?dāng)?shù)據(jù),徑流數(shù)據(jù)選用德令哈水文站逐月徑流數(shù)據(jù)，覆蓋了1961年至2019共59年的數(shù)據(jù)，時(shí)間周期較長(zhǎng)，可以表示巴音河流域較長(zhǎng)一段時(shí)期干旱的變化趨勢(shì)，反映的干旱狀態(tài)比較穩(wěn)定性，計(jì)算的數(shù)據(jù)在代表整個(gè)流域時(shí)合理性較強(qiáng)。

3 結(jié)果分析

3.1 氣象干旱特征

3.1.1氣象干旱的時(shí)間變化特征

基于流域 1961—2019 年逐月降水量進(jìn)行氣象干旱分析，不同時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)表征意義有差別:1個(gè)月尺度的SPI值受到每月降水變化影響，可以較好地反映氣象干濕變化情況；3個(gè)月尺度的SPI值會(huì)受季節(jié)性降水變化影響；6個(gè)月和9個(gè)月的SPI值可以反應(yīng)中期及中長(zhǎng)期降水變化下的氣象干旱狀況；12個(gè)月的SPI值則表示長(zhǎng)期的氣象干旱情況，受到年平均降水的影響。研究采用 1、3、6、9、12個(gè)月共5種時(shí)間尺度計(jì)算SPI，可以很好地代表短期、中期及長(zhǎng)期降水對(duì)氣象干旱的影響(“SPI1”表示 1 月尺度 SPI，以此類推)。巴音河流域氣象干旱指標(biāo)變化過(guò)程見(jiàn)圖2。

圖2 巴音河流域氣象干旱指標(biāo)變化過(guò)程Fig.2 The change process of meteorological drought index in the Bayin River basin

結(jié)果顯示，流域不同時(shí)間尺度下的SPI值都有明顯差異，但干旱趨勢(shì)大致相同。月尺度(SPI1)的波動(dòng)最強(qiáng)，隨著時(shí)間尺度的增大，波動(dòng)起伏減緩。其中：巴音河流域SPI在20世紀(jì)60年代普遍在-1至-2之間，呈中度到重度干旱狀態(tài)，巴音河流域水資源在這一時(shí)期處于缺乏狀態(tài)，旱情較為嚴(yán)重；20世紀(jì)70年代SPI 值除1977年干旱指數(shù)為正值外，其余大部分年份都為負(fù)值，處于干旱頻發(fā)生狀態(tài)；在20世紀(jì)80年代和90年代，干旱與濕潤(rùn)交替出現(xiàn)，干旱指數(shù)SPI值顯示這段時(shí)間發(fā)生的大部分干旱程度較輕，僅在1995年發(fā)生了較為嚴(yán)重的干旱。 對(duì)于整個(gè)巴音河流域，2002年以后SPI干旱指數(shù)大于 0 的年份明顯增多，這說(shuō)明進(jìn)入21 世紀(jì)巴音河流域降水呈增多趨勢(shì)，處于較為濕潤(rùn)的狀態(tài)。巴音河流域濕潤(rùn)化的趨勢(shì)與全球變暖引起的氣溫升高及蒸散發(fā)加劇關(guān)系密切，水循環(huán)速度加快使降水量也呈上升趨勢(shì)[26]。此外，還有一些研究表明大氣環(huán)流是西北地區(qū)干濕變化的重要原因：Peng等[27]認(rèn)為亞洲副熱帶西風(fēng)急流的南向位移引起西北地區(qū)上空正渦度平流發(fā)生異常，造成氣旋上升運(yùn)動(dòng)，使區(qū)域降水增多；Li等[28]則認(rèn)為北美副熱帶高壓以及西伯利亞高壓是引起西北地區(qū)降水量增多的主要因素。

3.1.2氣象干旱趨勢(shì)特征

巴音河流域氣象干旱變化趨勢(shì)采用Mann-Kendall 檢驗(yàn)法分析。依據(jù)德令哈氣象站1961—2019 年的月降水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)計(jì)算SPI，進(jìn)而計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z并進(jìn)行趨勢(shì)分析。若：判定趨勢(shì)在90%的顯著性水平上顯著則需所得結(jié)果的絕對(duì)值大于1.64；所得結(jié)果的絕對(duì)值大于 1.96，則定義為在 95%的顯著性水平上的趨勢(shì)為顯著。計(jì)算為負(fù)值說(shuō)明為變干趨勢(shì)，正值則代表變濕趨勢(shì)。

巴音河流域SPI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z=5.211 4，在α=0.05 的顯著性水平下，|Z|>Z1-α/2=1.64。結(jié)果見(jiàn)圖3，其中：標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z值為正值，整體呈現(xiàn)變濕趨勢(shì)，并且標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z值超過(guò)了1.64，表明變濕趨勢(shì)明顯；進(jìn)一步對(duì)巴音河流域SPI序列進(jìn)行Mann-Kendall突變檢測(cè)，在1961—2019年間，大多數(shù)年份的SPI1序列的UF值大于0，UF曲線整體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，UF、UB曲線于1985年相交，發(fā)生顯著突變，干旱指數(shù)為正值的年份明顯增多。

圖3 巴音河流域SPI序列 Mann-Kendall 突變檢測(cè)Fig.3 SPI sequence Mann-Kendall mutation detection in the Bayin River basin

3.2 水文干旱特征

3.2.1水文干旱的時(shí)間變化特征

基于 1961—2019 年逐月徑流量進(jìn)行水文干旱分析，同樣使用1、3、6、9、12個(gè)月共5種時(shí)間尺度計(jì)算SRI。巴音河流域水文干旱指標(biāo)變化過(guò)程見(jiàn)圖4。

圖4 巴音河流域水文干旱指標(biāo)變化過(guò)程Fig.4 The change process of hydrologicall drought index in the Bayin River basin

所得結(jié)果具有與氣象干旱相似的特征，不同時(shí)間尺度下的SRI值波動(dòng)幅度明顯不同，但干旱趨勢(shì)大致相同。SRI1的波動(dòng)最強(qiáng)，表現(xiàn)出時(shí)間尺度越小，SRI對(duì)水文干旱的反應(yīng)越強(qiáng)烈。分析SRI可得:巴音河流域在20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)80年代呈現(xiàn)旱澇交替現(xiàn)象，但干旱年份居多；20世紀(jì)90年代區(qū)域總體表現(xiàn)為干旱頻發(fā)；20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初期SRI值普遍在-1～-2，呈中度到重度干旱狀態(tài)。這時(shí)間段內(nèi)，巴音河流域干旱持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，旱情較為嚴(yán)重。整個(gè)巴音河流域在進(jìn)入21 世紀(jì)后干旱指數(shù)SRI大多數(shù)年份為正值，表示這段時(shí)期巴音河流域水資源較為豐富，處于濕潤(rùn)狀態(tài)，干旱呈減弱態(tài)勢(shì)。

3.2.2水文干旱趨勢(shì)特征

對(duì)巴音河流域SRI1進(jìn)行Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)分析得到SPI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z=1.359 5，在α=0.05的顯著性水平下，|Z|>Z1-α/2=1.64,結(jié)果見(jiàn)圖5。標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)SRI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z值為正值，整體呈現(xiàn)變濕趨勢(shì)，然而標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)SRI1的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z值小于1.64，表明徑流指數(shù)雖然有變濕的趨勢(shì)，但這種趨勢(shì)并不明顯。對(duì)1961—2019年間的水文干旱指數(shù)SRI1做突變檢驗(yàn)，由圖5可知UF、UB曲線波動(dòng)幅度較大，沒(méi)有明顯的上升趨勢(shì)，進(jìn)一步使用 Pettitt 突變點(diǎn)檢驗(yàn)，結(jié)果顯示序列的突變年份為2002年，表示從2002年開(kāi)始序列值顯著上升，變濕趨勢(shì)加劇。21世紀(jì)后流域徑流量增多，水文干旱減緩：一方面，流域水循環(huán)加快，降水增多使得徑流量也有一定程度的增多；另一方面，全球變暖造成冰川消融，雪線升高，高山冰雪融水對(duì)徑流量的增加也有一定的貢獻(xiàn)。

圖5 巴音河流域SRI序列Mann-Kendall突變檢測(cè)Fig.5 SRI sequence Mann-Kendall mutation detection in the Bayin River basin

3.3 水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)

3.3.1水文與氣象干旱時(shí)滯互相關(guān)分析

對(duì)不同時(shí)間尺度巴音河流域的 SPI 和SRI做相關(guān)性分析，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。不同時(shí)間尺度的相關(guān)系數(shù)分別為0.22、0.30、0.47 和 0.66，氣象干旱指數(shù)和水文干旱指數(shù)隨著時(shí)間尺度的增大其相關(guān)性逐漸增強(qiáng),12 個(gè)月尺度的相關(guān)性最強(qiáng)。

表2 巴音河流域不同時(shí)間尺度的SPI與SRI的相關(guān)性Tab.2 The correlation between SPI and SRI on different time scales in the Bayin River basin

對(duì)1961—2019年SPI12與SRI12序列取同期、滯后 1 個(gè)月、滯后 2 個(gè)月……11 個(gè)月的時(shí)間梯度，計(jì)算相關(guān)系數(shù)并進(jìn)行相關(guān)性分析，取最大相關(guān)系數(shù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間梯度作為SPI與SRI的滯后時(shí)間。研究表明，同期至滯后 11 個(gè)月的序列相關(guān)系數(shù)分別是 0.659、0.682、0.682、0.672、0.656、0.639、0.621、0.600、0.577、0.552、0.523和0.480，最大相關(guān)系數(shù)出現(xiàn)在滯后1～2個(gè)月，表明巴音河流域水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)在滯后1～2 個(gè)月的時(shí)候最為敏感。

3.3.2水文干旱與氣象干旱對(duì)比分析

將SPI12與SRI12進(jìn)行對(duì)比分析，1961—2019年發(fā)生水文干旱時(shí)長(zhǎng)191個(gè)月，發(fā)生氣象干旱時(shí)長(zhǎng)231個(gè)月，表明發(fā)生水文干旱的可能性與氣象干旱相比較小，若氣象干旱嚴(yán)重程度較低，水文干旱可能不會(huì)發(fā)生，且水文干旱相對(duì)于氣象干旱具有延遲特征。

由圖6可以看出，1961—1975年期間氣象干旱的發(fā)生頻率以及發(fā)生的嚴(yán)重程度均大于水文干旱，氣象干旱多為中旱到重旱，水文干旱多為輕旱。其中：1966、1972年氣象干旱曾達(dá)到特旱程度，而水文干旱最大程度為中旱等級(jí)；1975—2002年氣象干旱和水文干旱的嚴(yán)重等級(jí)均有所降低，且這段時(shí)期水文干旱的發(fā)生頻率及嚴(yán)重程度都要大于氣象干旱，水文干旱持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；2002—2019年這段時(shí)間氣象干旱和水文干旱很少發(fā)生，濕潤(rùn)程度顯著增加，僅在2006和2014年發(fā)生中度氣象干旱，在2015年發(fā)生輕度水文干旱。

圖6 巴音河流域12個(gè)月尺度SPI與SRI序列的比較Fig.6 Comparison of 12-month scale SPI and SRI sequence in Bayin River basin

3.3.3水文干旱對(duì)氣象干旱的季節(jié)性響應(yīng)

結(jié)合巴音河流域季節(jié)特征與SPIn和SRI1之間的相關(guān)性對(duì)干旱傳播的季節(jié)性進(jìn)行分析。根據(jù)圖7反映的結(jié)果：春季(3—5月)SRI與SPI5相關(guān)性最強(qiáng)(r=0.24)，春季氣溫回升，冰雪消融，增加的地表水下滲形成土壤水、潛流和地下水，加之春季植物生長(zhǎng)，用水需求上升，使產(chǎn)生徑流的水量減少，水文干旱的響應(yīng)時(shí)間為5個(gè)月；夏季(6—8月)SRI與SPI6相關(guān)性顯著(r=0.72)，夏季高溫炎熱，蒸散發(fā)加劇，植被蒸騰作用增強(qiáng)了水量消耗，夏季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水量大，加之徑流的變化主要依賴于降水，氣象干旱更加容易引起水文干旱的發(fā)生，這與相關(guān)性熱圖反映的夏季6個(gè)月的傳播時(shí)間也有一致性；秋季(9—11月)SRI與SPI9相關(guān)性顯著(r=0.64)，秋季溫度開(kāi)始降低，流域的蒸散發(fā)量也減少，隨著淺層土壤中儲(chǔ)存的水分逐漸被耗盡，導(dǎo)致流域水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)延遲；冬季(12月—2月)SRI與SPI8相關(guān)性較強(qiáng)(r=0.33)，冬季由于積雪的產(chǎn)生，冬季的蒸發(fā)量最小，降水對(duì)徑流的影響減弱，使氣象干旱向水文干旱的傳播時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

圖7 巴音河流域不同時(shí)間尺度SPI與SRI1序列的相關(guān)性Fig.7 Correlation between SPI and SRI1 sequence in different time scales in Bayin River basin

綜上， SPIn與SRI1在雨季的相關(guān)性強(qiáng)度明顯高于旱季。巴音河流域降水集中于雨季，對(duì)河流流量的補(bǔ)充具有重要影響；而在旱季，隨著氣溫的降低，蒸散發(fā)也隨之減弱，使得水循環(huán)過(guò)程放緩，干旱傳播的時(shí)間延長(zhǎng)。表3中SPIn和SRI1的最大相關(guān)系數(shù)反映的氣象干旱向水文干旱的傳播時(shí)長(zhǎng)與流域的季節(jié)特性具有一致性，水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)在春季和夏季短于在秋季和冬季的響應(yīng)時(shí)間。

表3 巴音河流域不同季節(jié)氣象干旱向水文干旱的傳播時(shí)間Tab.3 The spread time of meteorological drought to hydrological drought in different seasons in the Bayin River basin

4 討論與結(jié)論

在指標(biāo)的選取上，SPI被普遍應(yīng)用于干旱分析中，具有較強(qiáng)的可靠性。此外，SPI與其他干旱指數(shù)相比計(jì)算雖簡(jiǎn)單，但卻在干旱預(yù)警和干旱災(zāi)害控制方面具有很好的效果[29]。SRI是一種標(biāo)準(zhǔn)化的指數(shù)，區(qū)域偏差被最小化，可以表征流域的水文特征，并且可以計(jì)算不同時(shí)間尺度的水文干旱狀況，能夠反映由于季節(jié)變化而引起的干旱滯后問(wèn)題[22]。已有研究[30]表明德令哈地區(qū)的氣候表現(xiàn)出暖濕化趨勢(shì)，這與本研究的結(jié)論具有一致性，氣溫升高引起高山冰雪融化，使巴音河流域的徑流量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。西北地區(qū)的黑河[31]、疏勒河[32]等流域上游的徑流量從20世紀(jì)50年代起均呈增加趨勢(shì)，巴音河流域的徑流量也具有相似的變化趨勢(shì)，徑流量的增多可能與西北地區(qū)在近些年的暖濕化趨勢(shì)相關(guān)[33]。文廣超等[34]研究了巴音河流域氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)上游徑流量的影響，通過(guò)累積量斜率變化率方法，在不考慮其他因素影響時(shí)降水量對(duì)年徑流量增加的貢獻(xiàn)率達(dá)到 83.06% ，而人類活動(dòng)對(duì)年徑流量增加的貢獻(xiàn)率占16.94% ，表明人類活動(dòng)對(duì)巴音河上游年徑流變化的影響相對(duì)較小。

研究采用SPI和SRI對(duì)巴音河流域1961—2019年氣象干旱和水文干旱的演變特征及其趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)進(jìn)行探析得到：流域20世紀(jì)60年代的氣象干旱形勢(shì)最為嚴(yán)峻，總體表現(xiàn)出中度-重度干旱；1985年氣象干旱發(fā)生突變，之后流域濕潤(rùn)年份明顯增多，流域水文干旱在20世紀(jì)90年代較為嚴(yán)重，呈現(xiàn)出中度-重度干旱狀態(tài)；21世紀(jì)以來(lái)流域極少發(fā)生水文干旱。Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果顯示流域水文干旱的突變點(diǎn)為2002年，從2002年開(kāi)始呈現(xiàn)水文濕潤(rùn)狀態(tài)的年份增多。巴音河流域水文干旱與氣象干旱在12個(gè)月尺度上相關(guān)性最強(qiáng)，對(duì)12個(gè)月尺度的氣象干旱指數(shù)與水文干旱指數(shù)進(jìn)行時(shí)滯互相關(guān)分析，得到水文干旱滯后于氣象干旱1～2個(gè)月；水文干旱對(duì)氣象干旱的季節(jié)性響應(yīng)表現(xiàn)出雨季的相關(guān)性強(qiáng)度高于旱季，水文干旱在春季對(duì)氣象干旱的響應(yīng)最為迅速，水文干旱對(duì)氣象干旱的響應(yīng)在春夏季快于秋冬季。

考慮到氣溫的持續(xù)上升，未來(lái)蒸散發(fā)等必將成為不可忽略的部分，而SPI、SRI并未將這些考慮進(jìn)去。另外，隨著水利工程的逐步完善與運(yùn)行，未來(lái)人類活動(dòng)的影響也將加劇對(duì)流域水循環(huán)的影響。因此，從生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度選擇綜合干旱指數(shù)進(jìn)行多因子綜合分析，對(duì)日益復(fù)雜的水文過(guò)程進(jìn)行合理模擬，以提供更完善的干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，將成為流域水文研究的重要方向之一。