长江下游多维径流丰枯遭遇及丰枯演变分析

九江站、湖口站和大通站是长江下游的3个重要水文站,识别三者之间的径流关系、丰枯演变和丰枯遭遇特征,对识别长江下游多维径流关系具有重要的意义。基于滑动相关系数法分析了长江下游多维径流相关性的时变特征,基于Copula理论构建了长江下游多维径流联合分布和径流演变联合分布,分析了丰枯遭遇及丰枯演变特性。结果表明:(1)径流相关性时变强度由高至低为九江-湖口站、湖口-大通站、九江-大通站;各站径流具有较高的丰枯同步性,由高至低为九江-大通站、湖口-大通站、九江-湖口站,丰枯异步性特征反之。(2)九江-湖口站、九江-大通站、湖口-大通站的丰枯同步率最高时期分别为非汛期、汛期、非汛期;各站径流丰枯状态的自转和互转概率均较稳定,目前无极端情况出现。(3)九江、大通水文站的年和汛期径流最易丰枯互转,非汛期径流最易连丰、连枯。(4)湖口水文站的年和汛期径流最易连丰、连枯,非汛期径流最易丰枯互转。研究成果可为长江下游的多维径流关系分析提供理论参考。     

乌江流域上下游径流丰枯遭遇分析

乌江流域上游代表站-洪家渡站和下游代表站-构皮滩站年径流的丰枯遭遇情况可为流域梯级水库中长期合理调度提供依据.采用Copula函数构建了洪家渡站和构皮滩站联合概率分布模型,并对其丰枯同步和异步频率进行了分析.结果表明:洪家渡与构皮滩两站丰枯同步频率大于丰枯异步频率.丰枯同步频率中,同丰的频率略大于同枯的频率,同平的频率最小.Copula函数可以有效地分析乌江上下游的丰枯遭遇问题,可为流域规划管理提供依据.     

唐河下游典型水文站径流演变规律研究

分析了唐河下游典型水文站1969—2002年34年来径流的年际、年代际及丰枯变化规律,采用Mann-Kendall方法研究了其径流演变趋势,得出唐河下游的年径流序列变化存在显著递减趋势和变异点,为唐河下游水资源可持续利用提供一定参考。     

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、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     

基于Copula函数的北江上游干支流丰枯遭遇分析

北江上游干支流洪水丰枯遭遇的概率直接影响着乐昌峡与湾头水利枢纽的联合调度方案以及下游城市的防洪安全,为此采用Copula函数构建北江上游浈江、武江、南水、锦江等支流分别与北江干流年径流量序列的二维联合分布函数,主要结论为:(1)北江上游各支流与北江干流丰枯同步的概率均较高,其中武江与北江丰枯同步的概率最高,为81.89%;(2)各支流与北江干流发生丰水年遭遇枯水年的概率均较小,其中浈江、武江、锦江分别与北江干流丰枯遭遇的概率均在0.5%左右;(3)南水水库的调节对南水的年径流量影响较大,南水发生洪水的条件下,北江干流发生洪水的概率最低。     

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。     

基于Copula函数的流域内降雨丰枯遭遇研究

基于Copula函数建立了东江流域上游龙川站、中游河源站和下游博罗站3个站点汛期、非汛期及全年降雨丰枯遭遇发生概率的联合分布模型,计算获得各个时段不同情形下降雨丰枯遭遇的发生概率及条件发生概率。结果表明:3个站点降雨丰枯遭遇在时间尺度上存在差异性,非汛期降雨量不足,调水不利情况最易发生;从年时间尺度看,研究时段内调水不利年份偏多,不利情况发生概率64%。认为规划设计水资源调配方案时,应有针对性地利用水库调蓄水量,合理配置,科学调控,实现流域内水资源高效可持续利用。     

洪家渡径流长期变化分析及预报

本文针对乌江干流龙头水电站洪家渡年径流的丰枯状态基本概况,通过马尔科夫定性预报技术对其行年径流丰枯各态转移、互转移概率的特性分析以及多步转移概率分析,并预测2010年径流状态。结果表明：马尔科夫定性预报技术能够准确地对洪家渡站年径流量状态概率转移进行预报,可为流域规划管理提供技术支持。     

基于Copula的韩江支流丰枯径流频率分析

以往的重现期推求基本上是采用单变量频率分析方法划分洪旱,无法考虑丰枯径流与丰枯历时引起的联合变化。以韩江最大两条支流梅江及汀江为例,采用常用Gumbel-Hougaard Copula函数,计算枯水历时和枯水烈度、丰水历时和丰水烈度的联合重现期和同现重现期,探讨两支流丰枯径流变化规律,分析两支流丰枯变化原因。结果表明:(1)梅江枯水事件发生频率比汀江小,但干旱一旦发生,其严重程度比汀江大;(2)在单变量设计重现期为100年一遇的情况下,梅江、汀江枯水历时与枯水烈度、丰水历时与丰水烈度的联合重现期在52~64 a之间,比单变量重现期小36~48 a。推求多因素影响下的联合分布与联合重现期,为梅州市科学确定洪旱重现期,提高水安全保证度提供依据。     

基于RVA法的金沙江下游水文情势研究

水库水电站的投运在给人类提供防洪、发电、供水等综合效益的同时,也改变了径流的天然分配过程,改变了河流原有的水文情势规律,对工程下游河流的生态环境造成了一些破坏。选取金沙江流域屏山水文站为研究对象,首先将金沙江流域梯级水库蓄变量还原到屏山水文站,构建屏山水文站天然径流系列,采用RVA法分析现有梯级水库运行对金沙江下游河流水文情势的影响程度,得出屏山站整体水文指标改变度为高度;然后模拟规划大型水库投运情景,预测屏山站水文情势变异情况,得出乌东德、白鹤滩等大型水库修建以后,屏山站汛期来水相比现状将减少20%~40%、枯期来水相比现状将大幅度增加。研究成果可为金沙江上游梯级水库运行方式优化调整提供参考。     

漓江流域上游径流变化分析

利用桂林水文站、大溶江水文站、灵渠水文站的多年实测径流资料,采用统计分析法、Mann-Kendall非参数检验法,分析漓江流域上游径流年内分配和年际变化特征。计算结果表明:漓江流域上游径流年内分配极不均匀,不均匀系数C_n的范围为0.73~0.78;径流年际变化相对比较均匀,且均匀程度相似,变差系数C_V值的范围为0.19~0.21,年极值比K的范围为2.53~2.69;1954~2016年漓江流域上游径流量整体呈现上升趋势;桂林水文站在1991年前后发生突变,大溶江水文站在1958,1963年等年份发生突变,灵渠水文站在1968年等年份发生突变。     

基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法--以跳跃变异为例

由于气候系统变化和高强度人类活动的影响,天然年径流序列失去了一致性。为了适应变化环境对工程水文分析计算的新要求,本文以跳跃变异为例提出了基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法:首先,采用水文变异诊断系统对不同时间尺度径流序列进行年际和年内分配情势变异分析;其次,根据年际变异和年内分配情势变异的时间点,将径流序列分段;再次,基于径流年际变异诊断结果,采用变化环境下非一致性水文频率计算方法计算不同时间尺度径流量变异前后过去不同保证率下的设计值;最后,基于径流年内分配变异诊断结果,在径流年内分配变异前后利用极值同频率法进行年径流过程设计。以东江岭下站为例,进行了非一致性年径流过程设计,并与未考虑"非一致性"影响的年径流过程设计结果进行了比较,发现岭下站设计年径流过程受"非一致性"影响显著,该结果可为东江流域水利工程的规划设计提供参考和依据。     

雅砻江流域近60a径流趋势特征分析

为揭示雅砻江流域年径流趋势变化特征,综合运用Mann-Kendall法、累积距平曲线检验法、滑动t检验法以及R/S法等方法对锦屏水文站近60 a(1954~2013年)年径流量进行计算分析,总结出年际径流突变年份以及趋势特征,并采用线性回归法对突变年进行突变成因分析。结果表明:受降水和下垫面等因素影响,1967年为突变年,该年前后径流趋势呈显著突变,且在未来年份中年径流有递增趋势。研究结果可为调度人员掌握雅砻江流域水文特性提供参考,进而指导下游水库群联合调度工作。     

水电梯级开发水文情势累积影响研究

以乌江中上游流域洪家渡水电站至乌江渡水电站的水利工程干扰典型段为研究区域,利用MIKE11模型模拟计算乌江渡水电站建设前、建设后单库运行以及与上下游水电站联合调度3个时间段坝址处径流量、水位月均变化过程,对乌江干流水电梯级开发对水文情势累积影响进行分析。研究表明:水电梯级开发方案实施后,水电站建设和联合调度运行使该河段径流量得以均化、库区水位抬高,这种均化作用减少了汛期流量,补偿了枯期流量,水位抬高增大了库区库容,梯级电站调度较天然情况下对汛期的下泄流量有削弱作用,对下游鱼类产卵繁殖的生态需水带来一定的生态影响。     

大渡河毛头码水文站水文资料一致性分析

一些大型水电工程的建设和运行,使流域径流时空分布特征产生了一定变化,尤其对下游水文站的实测径流、洪水资料系列的一致性有一定影响。应用此类水文资料时,需将受影响水文资料还原至天然状况。以大渡河中游毛头码水文站为例,对该站1987~2014年的实测径流、洪水资料的一致性进行分析,并采用水量平衡方法进行一致性还原计算。计算结果表明,采用水量平衡法还原的毛头码站径流、洪水系列具有一致性,可用于相关工程设计。     

基于Morlet小波分析的长江大通站径流年际变化周期研究

为研究长江入海径流量的变化规律,采用Morlet小波分析方法对长江大通水文站1950~2012年的年最大流量、年最小流量、年平均流量时间序列进行了分析,得到大通站的流量年际变化规律及变化周期。结果表明:大通站年最大流量增加了5.43%,年最小流量增加了39.4%,年平均流量减少了1.39%。     

基于数字滤波法的怒江流域基流时空分异

为明晰怒江流域基流时空分异特征,利用数字滤波法进行怒江干流和南汀河支流的基流研究。结果表明:1怒江干流3站基流指数IBF在0.71~0.74之间,南汀河支流2站的多年平均IBF在0.68左右,南汀河支流IBF明显低于怒江干流,干支流基流量和IBF自上游向下游递增;2各站基流量与径流量变化过程基本一致,两者相关系数均在0.9以上;3怒江干支流各站多年平均基流量和径流量年内分配均呈"尖廋"的单峰形,而多年平均基流指数年内分配均呈"V"字形,但两者变化过程不完全相反;4怒江干流代表站道街坝站和南汀河支流代表站姑老河站IBF均为丰水年平水年枯水年,这与基流相对于径流更为稳定有关。     

金沙江流域径流特征及变化趋势分析

采用金沙江干流上、中、下游各主要水文站多年径流系列资料,分析计算了各站径流的极值比、变差系数、径流年内分配不均匀系数、集中度和集中期等反映径流年际年内变化情况的特征值。同时应用Mann-Kendall法分析检验了金沙江流域的径流长期变化趋势。研究成果表明,金沙江流域径流量的年际变化不大,上游较中下游的变化稍大,径流年内分配十分不均,上游较之中下游更不均匀;自20世纪50年代以来,在置信水平值为0.05时,金沙江干流各主要水文站的年径流系列检验值均没有突破临界值,这表明年径流系列没有显著的上升或下降趋势。     

泼河水库对潢河径流过程及水文情势的影响

基于淮河流域潢川、淮滨两个水文站1952—2012年的日平均径流数据,采用滑动平均法和Mann-Kendall检验方法分析潢河径流年际变化,采用集中度、集中期、不均匀系数和极值比分析潢河径流年内分布变化,采用IHA法分析泼河水库建成前后潢河河道水文情势的变化。结果表明:泼河水库未对潢河年际径流变化趋势产生显著影响,而对潢河径流的年内分布影响则十分明显,年内分配趋于均匀化,流域生态系统的稳定性有所提升。