南水北调中线水源区与海河受水区丰枯遭遇研究

基于常用的趋势检验方法,对南水北调中线水源区和海河受水区降水序列进行趋势诊断,据此对其变化趋势进行了识别;基于历史实测和未来气候模式降水数据,通过构建边缘分布模型和Copula联合分布模型,来描述降水序列的独立结构,用于定量评估气候变化对水源区和海河受水区降水丰枯遭遇的影响。研究结果表明:过去55 a水源区和海河受水区降水量呈现为不显著的下降趋势;在气候变化RCP4.5和RCP8.5情景下,水源区与海河受水区降水量的丰枯遭遇概率均呈现为增加的趋势,调水有利组合降水量遭遇概率平均分别增加了3.58%和5.80%;同枯遭遇概率均小于30%,说明工程实施调水的可能性。对气候变化影响下的丰枯遭遇开展研究,可为南水北调中线工程的正常运行和水资源调度提供理论参考。     

南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇分析

利用南水北调中线水源区和受水区40余站1954～1998年的降水资料,计算分析了汉江水源区,唐白河、淮河、海河南北受水区降水统计特征及水源区与受水区丰枯遭遇特征.结论为汉江水源区年降水量大于各受水区,水源区降水年内分配较受水区均匀、降水年际变化比受水区小.水源区与各受水区同丰、同枯遭遇概率较小,能正常发挥调水效益的丰枯遭遇概率在67%～82%,从南至北增大,各区连续枯水年时段不多.     

南水北调中线水源区与供水区降水丰枯遭遇分析

利用南水北调中线第一期调水的汉江水源区和供水区共28站1956～1985年的降水量资料,计算和分析汉江水源区,海河、淮河、唐白河供水区降水的统计特征。得出汉江水源区年雨量是海河供水区的1.6倍,是淮河和唐白河的1.2倍,尤其在枯季(10～5月)和春季(3～5月),水源区的降水量是海河的3倍,是淮河的1.3倍;年降水量的年内分配,水源区的比供水区的均匀,水源区降水量的年际变化比供水区的小。水源区与供水区降水量的丰枯遭遇特征是:水源区与各供水区降水的丰枯遭遇完全是随机的;能正常发挥调水效益的丰枯遭遇概率,对各区各季节均可达70％左右。上述这些特征均说明了南水北调中线的可行性和必要性。     

南水北调中线水源与受水区降水丰枯遭遇分析

利用南水北调中线水源区和受水区40余站1954~1998年的降水资料,计算分析了汉江水源区,唐白河、淮河、海河南北受水区降水统计特征及水源区与受水区丰枯遭遇特征。结论为汉江水源区年降水量大于各受水区,水源区降水年内分配较受水区均匀、降水年际变化比受水区小。水源区与各受水区同丰、同枯遭遇概率较小,能正常发挥调水效益的丰枯遭遇概率在67%~82%,从南至北增大,各区连续枯水年时段不多。     

南水北调中线水源地与受水区丰枯遭遇分析

基于丹江口水库1954—2009年的月平均径流序列与郑州地区同时期的月平均降雨序列,采用游程理论计算了4种丰枯遭遇组合在不同游程长度下的分布概率和重现期。结果表明:在同一截取水平条件下,游程重现期随着游程长度的增加而快速增长;在同一游程长度条件下,重现期随着截取水平的增大而增长;在同一截取水平、同一游程长度的条件下,同步偏枯发生的可能性最大,其次为同步偏丰,枯丰遭遇的可能性最小。     

基于贝叶斯网络理论的南水北调中线工程水源区与受水区降水丰枯遭遇风险分析

基于贝叶斯网络理论对南水北调中线工程水源区和4个受水区的降水丰枯遭遇进行了深入的分析研究,建立了贝叶斯网络丰枯遭遇风险管理模型,定量直观地描述了水源区与4个受水区之间复杂的降水丰枯组合关系,对模型中各结点的参数进行了辨识,计算了水源区与各受水区不同的丰枯组合状态对调水不利的风险概率。通过所建模型的贝叶斯网络推理功能,对南水北调中线工程未来运行中可能发生的丰枯遭遇及其风险进行了仿真研究,该成果将为南水北调中线水资源调度提供科学的决策依据。     

气候变化背景下滇中引水工程水源区与受水区 降水丰枯遭遇分析

基于历史实测降水数据与全球气候模型预估数据，使用 Morlet 小波方法分析滇中引水工程水源区与受水区 降水序列的周期变化和未来的降水趋势。同时，采用 Copula 函数计算历史时期（1960—2021 年）与未来时期 （2022—2100 年）水源区与受水区降水丰枯异步或丰枯同步的概率。结果表明：1960—2021 年降水序列存在 26~39?a、18~25?a、4~7?a 的 3 类时间尺度的周期变化，2022—2100 年降水序列存在 38~55?a、18~30?a、5~12?a 的 3 类时间尺度的周期变化，降水量呈现“多—少—多”的循环交替，预计未来 10~20?a 将持续处于降水较多的时期； 过去 62?a，水源区和受水区降水丰枯异步频率 36.4%，同期丰水年频率为 25.3%，同期枯水年频率小于 30%，水源区 和受水区具有水量互补的引水条件，两区域之间存在着水量补偿特征；与历史丰枯遭遇对比，未来降水量丰枯同 步频率均呈现减小的趋势，丰枯异步呈现增加的趋势，同枯和源枯受丰的频率减少，未来有利于调水的降水丰枯 组合概率平均增加 3.75%；在近、中、远期预估中，从 SSP1-2.6 情景过渡到 SSP5-8.5 情景，SSP5-8.5 情景下降水量 丰枯异步频率比 SSP1-2.6 情景大，说明水源区与受水区的降水区域差异变大，降水时空差异更加显著。通过对滇 中引水工程水源区与受水区降水量丰枯遭遇的综合分析、定量评估和模拟预测，为滇中引水工程水资源调度协同 一体化提供数据支撑及参考依据。     

基于贝叶斯网络的南水北调中线工程水源区与受水区丰枯遭遇风险分析

摘要：南水北调中线工程跨越了长江、淮河、黄河、海河四大流域及不同的气候区，水源区和各受水区降水丰枯变化存在差异性和不确定性，不同的丰枯遭遇状态将孕育着南水北调中线工程运行风险。本文基于贝叶斯网络理论对南水北调中线工程水源区和四个受水区的降水丰枯遭遇进行了深入的分析研究，建立了贝叶斯网络丰枯遭遇风险管理模型，定量直观地描述了水源区与四个受水区之间复杂的降水丰枯组合关系，对模型中各结点的参数进行了辨识，计算了水源区与各受水区不同的丰枯组合状态对调水不利的风险概率。通过所建模型的贝叶斯网络推理功能，对南水北调中线工程未来运行中可能发生的丰枯遭遇及其风险进行了仿真研究，研究成果将为南水北调中线水资源调度提供科学的决策依据。     

南水北调西线工程水源区河流与黄河的丰枯遭遇分析

针对目前二维联合分布模型不能同时分析多条河流的丰枯遭遇特性,运用四元Copula连接函数构造了鲜水河、足木足河、绰斯甲河以及黄河上游兰州水文站天然径流系列的四维联合分布,研究了南水北调西线工程水源区河流与受水区黄河上游的丰枯遭遇问题。结果表明,如果不考虑黄河上游兰州水文站丰与水源区河流非全枯的组合,则有利于调水的丰枯遭遇频率为43.8%;如果把兰州水文站丰与水源区河流非全枯的组合考虑进来,有利于调水的丰枯遭遇频率可达77.8%,即调水河流之间能进行补偿调度的概率比较大,这对南水北调西线工程的实施是非常有利的。     

南水北调中线工程水源区与海河受水区干旱遭遇研究

基于Copula理论,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立了南水北调中线工程水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年SPEI的联合分布,并结合未来气候模式数据,研究了变化情景下南水北调中线工程水源区与海河受水区各时期干旱遭遇概率变化及其对工程运行风险的影响。研究结果表明:过去几十年,南水北调中线工程水源区与海河受水区总体呈现变旱趋势;在RCP4.5和RCP8.5两种未来气候变化情景下,水源区与海河受水区汛期、非汛期及全年同旱事件发生概率较现状有不同程度的增加,尤其汛期遭遇同旱和非汛期遭遇同重旱的概率明显增大,增加的幅度分别达到2.99%~6.1%和2.67%~3.63%。在未来变化情景下,水源区与海河受水区干旱遭遇变化可能会对工程运行带来风险,因此,有必要研究相应的适应性对策以保证工程的正常安全运行。     

南水北调东线调水区及受水区降水径流变化特征

为给南水北调工程规划与运行提供科学依据,基于比《南水北调工程总体规划》制定水平年更加完整的水文观测数据识别2001年以来工程区降水、径流变化特征,采用Mann-Kendall趋势检验、小波分析等方法分析了比较期(2001—2016年)相对于基准期(1956—2000年)的降水、径流统计特性差异和变化特征。结果表明：相对于基准期,比较期调水区降水量变化不明显,长江大通水文站天然径流量下降3.5%,调水区水资源条件较为稳定;比较期受水区降水量较基准期基本无变化,天然径流量较基准期上升3.9%,但山东省、河北省和天津市受水区天然径流量下降6.6%,3省市天然径流量呈明显衰减态势。     

南水北调中线工程水源区水文循环过程对气候变化的响应

以南水北调中线工程水源区为研究流域,基于数字高程模型、土地利用和土壤类型等资料,采用1980—1990年日资料进行模型参数率定和检验,研究了SWAT模型在该流域的适用性;根据联合国政府间气候变化专业委员会第四次评估报告中大气环流模型多模式输出结果,分析了特别排放情景下21世纪降水、气温、径流、蒸发的响应过程。结果表明:与基准期相比,南水北调中线工程水源区21世纪气温将持续增高,年降水量将增加,径流量较基准期将出现先减少后增大的趋势,21世纪40年代年径流量开始较基准期增加,预示着水源区的水资源在21世纪前期将出现减少,21世纪中后期将增加。未来气候变化对南水北调中线工程水源区径流变化影响不大,总体来看有利于南水北调中线工程的调水。     

南水北调中线受水区水利现代化建设展望

南水北调中线工程受水区范围大。沿线涉及的城市众多，配套的工程建设任务重，在水利现代化总体框架下，及早对受水区水利现代化开展研究十分必要。本文简要论述了受水区水利现代化建设的内涵及指导思想，提出了受水区水利现代化的建设目标及内容，初步给出了建设目标的指标体系，供各个受水区水利现代化建设之参考。     

南水北调中线水源区总氮污染系统治理对策研究

总氮污染易导致水体富营养化甚至诱发水华,为全面了解南水北调中线水源区总氮污染现状,有效掌握污染来源并制定系统治理对策,对水源区7个水库断面、16条入库支流和62个典型库湾进行了现场监测与资料收集工作。结果发现:丹江口水库历年总氮浓度在0.99~1.50 mg/L之间,均值为1.25 mg/L,并呈现逐年升高态势;硝态氮是水源区总氮的主要组成部分,平均占比70%左右;汉江及其支流总氮年入库负荷为2.706×104t,为水源区总氮负荷的主要来源;面源污染是水源区总氮升高的主要驱动力,对总氮输出负荷的贡献率在60%以上;耕地和居民地是面源污染总氮的关键源区。丹江口水源区总氮控制的关键是农业面源污染控制,应加强流域总氮浓度演变趋势及影响因素解析工作,建立源头-传输途径-汇水末端全链条控制对策体系。     

南水北调西线一期工程对四川水电产业的影响

南水北调西线一期工程拟从雅砻江、 大渡河源头分别调水 56 亿 m 3 、 24 亿 m 3 , 调水将减少雅砻江、 大渡河、 金 沙江( 以下简称/ 三江0)径流量。为综合分析西线一期调水对四川水电产业的影响, 从梯级电站径流、 发电量、 装机 容量、 枯水期平均出力、 发电税收等几个特征指标入手, 通过建立梯级水库群联合优化调度模型来计算分析调水的 影响并提出了相应的补偿 机制建议。结果 表明: 调 水将影响四川省/ 三江0 梯级电站 82 座, 减少年发电 量 442 亿 kW# h, 减少装机容量 970 万 kW, 造成/ 三江0支流部分已规划电站失去经济开发价值, 对四川水电产业影 响较大, 建立合理的补偿机制是必要的。