大伙房水库入库径流演变规律及驱动力分析

入库径流同时受自然及人为因素影响,为了更好的调控径流,更加合理的利用水资源,采用1959~2011年53a大伙房水库入库径流及降水资料,借助Mann-Kendall法、有序聚类分析、Morlet小波分析等方法分析大伙房水库入库径流年际、年内变化规律,探讨降水及人类活动对入库径流的影响。结果表明:53a来大伙房水库入库径流年径流、汛期径流、非汛期径流均呈不明显减少趋势,且存在6a和28a的丰枯交替现象和阶段性特征;入库径流年内分配极不均匀,最大月入库径流可占年入库径流的67%以上。降水对大伙房水库入库径流的影响逐渐变小,而人类活动对入库径流的影响呈递增趋势,1959~1975年和1976~2011年两个阶段中人类活动对入库径流减少的贡献率分别为3.1%和9.6%,说明人类活动为大伙房水库入库径流减小的主要驱动因子。     

大通河流域上游径流变化特征与突变分析

【目的】分析大通河流域上游径流变化特征,明晰其演变规律,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】利用累积距平、滑动平均、R/S法、Cramer法和小波分析法等方法,对大通河上游流域径流的年内年际变化特征、趋势、突变状况及周期进行分析,并针对径流变化的成因进行了探讨。【结果】大通河上游流域径流量存在以下特点:(1)径流量年内分配不均,81.6%~87.2%的径流量主要集中在汛期;年际变化波动频繁,1956-2010年经历了"丰-枯-丰-枯"4个循环交替;(2)近半个世纪以来,大通河流域上游径流呈减少趋势,尕日得和尕大滩站径流年均递减系数分别为0.010 2和0.006亿m3/年,两站Hurst指数分别为0.70和0.58,表明径流减少趋势具有正持续性;(3)大通河上游径流在1989年出现突变,原因是1989年汛期发生大面积集中降水,因此突变不具有持续性;(4)大通河上游流域年径流量在6,18及30年左右时间尺度上周期振荡明显;(5)气候变化是大通河上游流域径流减少的主要原因,而人类活动(主要是外调水工程)直接导致了上游径流的减少。【结论】受人类活动和气候变化影响,大通河流域上游径流量已经发生明显变化,在大通河流域水资源开发利用和管理中应引起重视。     

基于HHT和DFA的文峪河径流趋势分析与预测

【目的】文峪河是山西省吕梁地区的重要水源地之一,研究其径流量变化可为整个吕梁地区的水安全保障体系建设和区域社会经济规划与产业布局提供决策支持。【方法】应用Hilbert-Huang变换(HHT)方法、非趋势波动分析方法(DFA)以及BP神经网络预测方法,对文峪河中长期天然径流序列的周期变化特征、分形特征进行非线性分析,探讨了影响径流形成的降水、气温等气候要素对文峪河径流演变的影响,并进一步分析了厄尔尼诺现象、太阳黑子活动与文峪河径流变换的响应关系。以EMD分解结果和标度不变性为依据,对径流未来的演化发展趋势进行预测,并分析了未来流域水安全的态势。【结果】文峪河径流序列存在准2年、准4年、6～7年和13～14年的周期变化规律;文峪河径流变化受气候要素影响强烈,与厄尔尼诺现象、太阳黑子数存在良好的响应关系;文峪河年径流序列具有分形结构特征和趋势增强特征。【结论】未来文峪河年径流存在一个持续的缩减趋势,2050年文峪河水库坝址处的径流量可能将缩减至0.5亿m3左右,比坝址处多年平均径流量减少近65%,流域水安全局势堪忧。     

河北省口头水库入库径流变化规律及归因分析

本文基于1980-2018年口头水库上游流域水文气象数据,采用M-K突变检验结合滑动t检验法对口头水库水文气象要素的变化情况进行分析并通过建立SWAT模型对流域径流进行归因分析。结果表明,口头水库年际入库径流呈减少趋势,线性递减率为-1.35 mm/a,在1997年和2004年发生了突变,变化期（1997-2018年）与基准期（1982-1996年）相比径流减少了47.80%,其中显示降雨、气温等气候变化对径流减少贡献率为48.93%,土地利用变化、取用水和水利工程运行等人类活动对径流减少贡献率为51.07%,并且在变化期人类活动对径流的影响程度呈增加趋势。     

河北燕山山区径流变化规律研究

运用河北燕山迎风区与背风区主要代表水文站1956—2005年的实测径流资料,采用Mann-Kendall统计检验方法和小波分析法来分析研究燕山山区径流的突变性及其周期性变化的趋势。结果表明:近50年来,燕山山区的迎风区与背风区年径流量均出现逐渐减少的趋势;其中背风区突变主要发生在1972、1985年,迎风区则主要在1977年发生一次较大的突变;且背风区与迎风区年径流序列均主要存在25~32,5~8年的变化周期。利用降雨和径流的双累积曲线,定量分析降雨变化和人类活动对径流的影响贡献率,得出在变化期内,人类活动和降雨对径流变化的影响贡献率分别为67.86%和32.14%,说明人类的活动是1978—2005年径流减少的主要影响因素。     

滹沱河上游径流演变及其影响因素分析

【目的】通过分析滹沱河上游流域的水文气象变化特征,从气候变化和人类活动两方面定量探讨径流变化的影响因素,为区域水资源的优化管理、规划和决策提供理论基础.【方法】采用Mann-Kendall趋势和突变检测法、流量历时曲线法和水文敏感性分析法.【结果】1957～2013年,滹沱河上游径流呈现显著的减少趋势,减少量0.15×10~(8 )m~3/a.径流的年际变化序列在1979年发生突变,突变前后年径流均呈减少趋势.与1957～1979年相比,1980～2013年径流的减少趋势有所减缓,仅为之前的38%,而多年平均径流的减少量超过50%.同时流量历时曲线存在明显下移,径流的年内分配更加趋于均匀,季节变化的差异减小.基于水文敏感性分析法,1980～2013年流域径流减少有26.7%归因于气候变化,而有73.3%归因于人类活动.【结论】1957～1979年,降水减少可能是引起滹沱河上游流域径流迅速减少的主要原因;而1980～2013年径流减少的主因则为工农业耗水和城镇生活用水的激增,即人类活动是滹沱河径流减少的主因.     

渭河流域气候变化与人类活动对径流影响的定量分析

【目的】定量分析渭河流域人类活动和气候变化对径流的影响,为该流域水资源可持续利用与管理提供理论依据。【方法】采用累积距平法和Mann-Kendall法诊断渭河流域径流序列变异位置,以径流变异之前时间段为基准期,变异点之后时间段为计算期,采用累积量斜率变化率比较法定量分析气候变化和人类活动对径流的影响。【结果】渭河流域径流序列分别在1971、1991年发生变异,1972-1991年气候变化对径流减少的贡献率为14.60%,其中降水、蒸发所占比例分别为24.55%和-9.96%,人类活动的贡献率为85.40%;1992-2005年,气候变化对径流减少的贡献率为30.37%(降水占25.00%,蒸发占5.37%),人类活动对径流减少的贡献率为69.63%。【结论】人类活动对渭河流域径流的减少有决定性影响,平均贡献率接近80%。     

沂河流域径流演变特征及动因分析

以沂河临沂站以上流域为研究对象,对1951-2002年的水文时间序列资料进行分析,研究流域径流演变特征及其驱动力因子。结果表明,降雨量变化不明显,多年平均径流量变化很大,呈下降趋势,且径流演变规律表现为明显的阶段性,在不同阶段呈现出不同的演变规律,具体可分为3个阶段（1951-1959年为自然因子影响阶段、1960-1975年为过渡阶段和1976-2002年为人类影响活跃阶段）。最后在定性分析自然因子和人类活动的影响程度的基础上作了定量分析,结果显示,随着人类活动的日益加剧,其对径流演变的影响贡献率呈增大趋势,于第2阶段开始显现,第3阶段影响最大。     

考虑径流不确定性的龙滩水库综合发电风险研究

【目的】量化径流不确定性对水库发电效益产生的风险,为水库风险调度和风险管理提供依据。【方法】以西江流域红水河段的龙滩水库为研究对象,建立并求解水库综合发电风险模型,揭示水库综合发电风险在不同年径流量及年内分配下的变化规律,量化来水不确定性对水库发电风险的影响,验证综合发电风险较单一发电风险指标的合理性和优越性。【结果】随着年来水总量的减少,水库综合发电风险呈上升趋势,以枯水年不同来水方案下产生的综合发电风险阈值最大,为0.26～0.99;来水在汛期和非汛期的不同分配对综合发电风险影响最为显著的是枯水年;年发电风险率、发电风险损失、发电连续破坏风险3种单一发电风险指标中,对综合发电风险影响最为显著的是年发电风险率指标;将历史径流过程作为若干来水方案,采用灰色综合和TOPSIS综合评价法进行定量评价,分别推荐2008年、1982年和1972年的来水情况为丰、平、枯水年的最优方案,对应得分分别为1.00,1.00和0.98。【结论】综合发电风险能够全面、直观地反映来水情况对水库发电效益的影响,较传统的单一发电风险指标更具合理性和优越性。     

Topmodel模型在黑河金盆水库流域的应用研究

【目的】预测黑河金盆水库的入库流量过程,为水库汛期的安全运行提供理论依据。【方法】根据陕西省黑河金盆水库流域水文、气象资料,采用Topmodel模型模拟流域的降雨径流过程,以流域内2003-2007年雨量站及水文站的实测数据进行模型率定,以2009年的实测资料对模型进行检验。【结果】Topmodel模型模拟结果显示,模拟期Nash系数平均值为0.78,洪峰预报误差的平均值为-10.3%,峰现时间平均值为-1 h;检验期Nash系数平均值为0.875,洪峰预报误差平均值为11.2%,峰现时间平均值为-1 h。Topmodel模型在黑河金盆水库流域的预报水平为乙等水平。【结论】模型在该流域具有较强的适用性,可以用于金盆水库汛期的入库流量预报,可为水库的安全运行和科学管理提供数据支持。