基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究

变化环境下日益突出的水资源供需矛盾对流域水资源管理提出更高要求。通过分析流域径流量变化特征,揭示流域水资源演变趋势,为流域水资源合理开发利用提供依据。以渭河流域为研究区域,采用Mann-Kendall非参数检验、分形理论和R/S等方法分析渭河干流6个典型水文站1956—2015年径流时空变化特征、持续性及两者之间的关系。结果表明:渭河干流各站点的月径流量均呈减少趋势,从上游到下游,月径流量减少趋势的显著性越来越弱,呈显著性减少趋势的月份越来越少。渭河干流各站点的月径流深Hurst指数均大于0.5,即未来与历史变化情况呈正相关性,各站点未来月径流量将呈持续减少趋势。汛期分维数大于非汛期,上游月径流分维数小于下游,中游月径流分维数最大。分维数越大,径流过程变化越复杂,河流调节能力越差,表明渭河干流在汛期和中游径流量调节能力相对较差。Hurst指数与分形维数之间有着显著负相关性,即径流量越复杂,分维数越大,Hurst指数越小。研究结果可为流域水资源科学调度提供依据,有利于促进流域内水资源严格管理。     

横江流域水环境质量综合评价方法探讨

根据横江流域7个水质监测站2008年监测资料,结合单因子评价法与算术平均、综合指数法与面积加权、综合指数法与径流加权3种方法对其水质进行综合评价,并分析了3种评价方法的优缺点。结果表明,采用单因子评价法与算术平均结果较其他两种方法偏大。建议根据径流对水质的影响程度,选择使用综合指数法与面积加权或综合指数法与径流加权进行流域水环境质量综合评价。     

湟水干流近60年径流变化特征分析

研究流域径流演变特征,对流域水资源可持续开发利用及优化配置具有重要意义。本文基于湟水干流1956-2015年海晏、西宁及民和水文站长系列天然径流资料,采用累计距平、滑动平均、M-K检验和小波分析等方法,分析了湟水干流径流年内年际变化、趋势性、突变特征及其周期性。结果表明:湟水干流径流年内分配不均匀,径流年际变化波动明显,经历了"丰—枯—丰—枯—丰"5个循环交替,目前处于丰水期。湟水干流径流量总体呈上升趋势,3站分别以0.0011×10~8、0.0247×10~8、0.0120×10~8m~3/a的幅度增加,变化趋势不明显。小波分析表明湟水干流存在3a、9a及25a左右的振荡周期,其中25 a左右的周期振荡最强,为径流量序列第一主周期。     

塔河流域水资源利用效率及变动趋势分析

为探索塔里木河流域包括源流和干流在内的水资源开发利用效率及变动趋势,依托所收集到的流域1965—2021年间的气象及水文资料,应用DEA模型及Malmquist生产力指数法,对塔河流域源流及干流水资源变化规律和用水效率展开计算。结果表明,在研究期间,源流径流总体呈增大趋势,尤其是1990年以来增速更为明显;干流则因各种原因径流及来水量均持续减小;流域水资源整体利用效率并不高。     

变化环境下南渡江干流径流特征分析及变化趋势研究

根据南渡江干流福才、龙塘水文站1959—2018年共计60 a的月实测径流资料,运用统计学分析法、目估适线法、Mann-Kendall法及滑动t-检验对其径流特征、长期分布及变化趋势进行研究与分析。结果表明:南渡江干流径流年内分配相对集中,汛期(5—10月)径流量占全年径流总量约80%,流域汛期防洪任务重;南渡江流域在1986年后,流量呈现不显著的下降趋势;自1959年来,年均流量变化较为平缓,未出现突变点,受人类活动影响不大。     

黑河流域径流变化规律及趋势预测

根据黑河1956—2012年各水文站径流量数据,应用Mann-Kendall非参数检验法对黑河流域径流变化规律进行了分析,并利用BP神经网络对未来黑河径流演变趋势进行了预测。结果表明:1黑河干流及主要支流汛期来水量占年径流量的比例较大,为63.18%~94.56%,出山口径流量未来总的趋势为增加;2Mann-Kendall趋势检验结果表明莺落峡、祁连、新地及嘉峪关站未来径流预测趋势与实测序列趋势较为一致,而札马什克站未来径流预测趋势和实测序列趋势相反,但该站M-K值的绝对值逐渐变小并趋于0,可以推测未来该站径流量趋势将由减少转为增加,这与BP神经网络预测的结果一致。     

东江流域径流周期变化规律的小波分析

为研究东江流域径流变化周期,采用Morlet连续小波变换,对东江干流龙川站和博罗站45 a(1956—2000)的年径流时间序列变化特征进行多时间尺度分析,揭示出东江流域年径流在不同尺度下的时频变化特征及多尺度变化、主周期变化、大小尺度嵌套和总趋势变化等规律,并应用小波系数实部过程线和小波方差进行了检验。结果表明,东江流域年径流变化呈现多尺度性、主周期性、同步性和总趋势增加的规律。     

云南省红河干流年径流特性浅析

红河是云南省主要的国际河流之一,随着改革开放的深入和西部大开发战略的实施,流域社会经济发展速度逐渐加快,国民经济各部门对水资源的综合利用要求不断提高。根据红河干流实测年径流资料,应用小波分析、R/S分析等方法,探讨了红河干流年径流变化规律。通过这些分析,研究了红河干流多年径流特性,对其流域水资源的合理开发利用具有一定的实际指导意义。     

横江流域梯级水电站防洪及综合调度系统

云南省昭通市横江流域干流和主要支流分布有44座已建、在建和拟建水电站,沿岸分布有盐津、彝良、水富等县城和多个乡镇。不科学的电站泄洪严重影响到下游城镇及水电工程的防洪安全。为保障横江沿岸人民群众的生命财产安全和水电站的安全渡汛。建设横江流域梯级水电站防洪综合调度系统,对防洪调度进行科学管理显得尤为重要。     

松花江流域径流变化特征及趋势分析

利用松花江流域主要代表水文站江桥、扶余、哈尔滨和佳木斯站1955—2006年径流资料。采用距平累积法和Mann-Kendall法等分析了松花江近50多年来径流变化特征和趋势,结果表明：松花江各流域站点径流年际变化按照时间序列可以划分为若干个枯水段和丰水段,嫩江、第二松花江和松花江干流的径流量均有下降的趋势,其中松花江干流的下降趋势较为明显,而嫩江和第二松花江径流量的减少相对不显著。     

河槽调蓄对嫩江下游径流年内分配的影响

嫩江流域水资源规划中出现了径流不平衡现象，通过对干支流主要水文站实测资料分析认为，嫩江支流水量受河道调蓄作用较小，干流水量受河道调蓄作用很大。由于嫩江干流下游河道很强的调蓄作用，造成干流上下游径流年内分配的差异，这也是区间径流某些月份为负值的主要原因。     

玛纳斯河流域地表径流过程时空分异特征研究

新疆内陆河流域干旱缺水。在全球气候变化影响下,流域水资源不确定性增加。以玛纳斯河流域为研究典型,依据流域内塔西河、玛纳斯河、金沟河以及八音沟河出山口水文站1957-2012年径流量资料,统计分析了56年来玛纳斯河流域各河流年径流量的多年变化规律以及空间变异特征。研究结果表明,玛纳斯河流域内各河流年径流过程大致存在4~5个时间尺度的周期性规律,其中8~10 a和16~20 a左右的周期性变化起作用主导。通过泊松相关分析,基本可以认定,流域4条河流年径流过程存在着正相关性,也即存在着同步变化规律。     

汾河流域径流减少因素的定量解析

分析汾河流域 1981—2015 年气候、植被和人类取用水的演变特征。结果表明,流域年降水和净辐射分别呈 不显著（p>0.05）增加和减少趋势,叶面积指数显著（p<0.05）增加,人为取用水量波动增加,实测年径流显著（p<0.05） 减少。基于分布式水文模型和因素去趋势方法定量解析降水、净辐射、温度、叶面积指数以及取用水对汾河年径 流减少的贡献。结果表明,取用水的增加是导致汾河径流减少的主要原因,其次为温度、叶面积指数和净辐射的 变化。在上述 4 个因素无趋势情景下,实测年平均径流将分别增加 27.4%、14.4%,13.7% 和 2.1%。降水增加缓解 了年径流的减少。在年降水无趋势的情景下,实测年平均径流将减少 5.3%。上述研究结果可为汾河流域的水资 源管理和规划提供参考。     

基于AWRI指数的汉江上游流域水资源量评估

为了科学评价汉江上游水资源量,提出了一个能够综合反映流域水资源量的指数——AWRI(Aggregate Water Resource Index)。该指数以流域月降水量、蒸发量、平均径流量以及水库平均蓄水量作为输入变量,运用主成分分析法(PCA)分别对每个月份系列进行计算,经标准化第一主成分分析计算后即可得到水资源量。在此基础上,对汉江流域上游进行了AWRI计算与分析。分析结果表明:AWRI指数综合考虑了气象、水文、人为因素对水资源量的影响,能够较全面和准确地反映水资源量的年际变化情况,有利于对流域水资源量改变情况进行评估。     

伊春河流域径流特征分析

以实例数据为依据,从探讨流域降雨和径流的年内、年际变化规律入手,利用样本数据的均值、极值、Cv值和出现频率等统计参数,对伊春河流域径流的成因及变化规律进行了分析研究。分析结果得出了流域径流年内分配主要集中在夏季,全年各季径流相差悬殊,流域径流年际分配相差较小,径流量年际补给较充足的结论,针对分析结果对提高流域水资源利用效率提出了建议。     

黄河流域典型流域水文气象变化与径流过程模拟

典型流域水文气象分析及水文过程模拟是合理评价黄河流域水资源变化的重要基础。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和均值差异T检验法分析了黄河流域7个典型流域的年降水量、年径流量和年均气温序列的变化特征,并采用VIC模型、新安江模型、WBM模型和GR4J模型模拟站点的径流过程。结果表明:各典型流域年均气温显著升高;年降水量变化趋势和突变情况均不明显;而年径流量呈显著下降趋势,且突变多发生在1980s。模型模拟结果表明4种水文模型在黄河流域应用效果较好。就Nash效率系数而言,VIC和新安江模型因为考虑产汇流过程较为详细,模拟径流过程与实测过程更贴近;就径流相对误差而言,WBM模型在水量模拟计算中表现较优,其结构简单,适用于流域水资源的模拟与评价。     

秃尾河流域年径流变化特性分析

对流域径流的变化规律进行准确地分析及合理地预测对流域水资源的合理开发、水利工程的建设以及社会经济的发展具有重要的指导意义。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和小波分析理论对秃尾河流域的径流变化规律进行分析研究,并建立BP神经网络模型对径流变化进行预测分析。结果表明:秃尾河流域年径流量变化总体上有明显的下降趋势;从小波系数图可以看出年径流过程主要存在2年、8年和19年左右的变化周期,其中19年左右时间尺度为第一主周期,同时发现目前年径流处在枯水期后期,水量有转向增加的趋势;采用BP神经网络法对秃尾河流域高家川站年径流量进行预测,预测结果相对误差仅为5.92%,说明所建立的BP神经网络模型用于该流域的年径流预测得精度较高,是一种有效地年径流预测方法。     

鄱阳湖近60年天然入出湖径流特征分析

依据鄱阳湖流域“五河”7个入湖控制水文站及出湖湖口站观测资料,对其中人类活动影响较大的李家渡、柘林站进行径流还原,得到7个入湖站和出湖站1953～2011 年天然径流序列。综合采用多种方法对各站径流序列进行了分析。结果表明：李家渡站年径流量比以往研究结果增加25%左右,且枯水期增加更明显,与上游站点天然径流演变规律更具有一致性;“五河”各站天然径流量的年际变化和年内分配总体上具有相似性;入、出湖各站径流年内分配极不均匀;1953～2000年,入、出湖各站径流均呈现小幅度上升趋势,但21世纪以来各站径流量处于下降趋势;各站年径流序列存在33~35 a的变化主周期,与流域年降水量变化主周期基本一致。研究结果可为鄱阳湖流域水资源的合理开发和科学管理提供参考依据。     

1956-2016年黄河流域河川径流演变规律

黄河流域水资源短缺问题突出,深入分析河川径流的演变规律对于流域水资源管理具有重要的指导意义。基于黄河干流上、中、下游不同位置的代表性水文站实测径流,利用Mann-Kendall非参数趋势检验方法分析了1956-2016年期间黄河流域年、月径流的历史演变规律。结果表明:1956-2016年,除源头区年径流变化不显著以外,黄河流域径流呈现出显著的下降趋势,达到了1%的显著性水平。从上游到下游,河川径流下降幅度越来越大,趋势越来越显著。1980-2000和2001-2016年的多年平均入海径流比1956-1979年分别减少了50. 07%和59. 67%。径流演变呈现出3阶段特征,20世纪50、60年代属于丰水期;随后在70至90年代径流持续下降;在2000年以后径流有所回升。除源头区以外,黄河流域的月径流总体呈现减少趋势;上游和中游地区的月径流占年径流的比例枯增丰减;下游地区月径流占年径流的比例在冬季、夏季增大,春季、秋季减小。