黄河上游贵德站年径流量变化的分析

希尔伯特一黄变换是近年来处理非线性、非平稳信号的一种新方法。其本质是通过经验模态分解,将时间信号中不同尺度的波动或趋势逐级分解,从而产生一系列具有不同时间特征尺度的固有模态函数。然而经验模态分解过程中的端点效应是一个重要而棘手的问题。采用黄河上游贵德站1920年一2003年的年径流量资料,对比分析了无端点处理和用极值点对称延拓法处理的效果,并分析了贵德站年径流量的变化规律。     

基于小波分析的黄河上游径流变化周期研究

为了研究黄河上游径流变化周期,在综合评述已用方法的前提下,引入了小波分析法;然后采用Morlet连续小波变换,对兰州和贵德2站84年(1920～2003年)年径流时间序列变化特征进行了多时间尺度分析,揭示出黄河上游年径流在不同时间尺度下的小波变换时频特征及其丰、枯交替变化的周期规律;进一步分析其径流变化规律,发现黄河上游年径流变化具有同步性,现正处于偏枯期;最后对分析结果进行小波系数过程线及方差图检验,得出黄河上游年径流具有32年的主周期变化规律,同时预测2007年后的17年(2008～2024年)时期内,将处于偏丰期。     

松花江干流依兰-佳木斯段近40年径流量时间序列分析

准确获取径流量的时间序列特征,有助于水资源的开发利用和水利水电工程的规划运用。采用趋势分析法、Mann-Kendall突变分析法、小波分析法对松花江流域依兰站和佳木斯站1972-2010年间的年径流量时间序列进行分析。结果表明:松花江依兰-佳木斯段的年径流量近40年来总体呈微弱下降趋势,佳木斯站年径流量下降趋势强于依兰站年径流量下降趋势,且均存在较明显的周期性变化规律,即存在以18、8和5a这3个时段为主周期的波动状态。整个研究河段年径流量时间突变明显,依兰站在1973年之前为上升趋势,1974-1983年为下降趋势,1984-2004年为上升趋势,2004年之后为下降趋势;佳木斯站在1973年之前为上升趋势,1974-1984年为下降趋势,1985-2002年为上升趋势,2002年之后为下降趋势;而且两站的年径流量突变趋势较为同步。小波预测结果表明2010以后,年径流量有增加趋势。     

汾河上游径流变化特征分析

在全球变暖的大背景下,研究河川径流的变化特征,以期深入了解流域水循环与水平衡以及流域的结构和功能。基于汾河上游静乐站1956-2008年的径流序列资料,运用累计距平法、小波分析法和滑动t检验等方法,分析了汾河上游年径流变化的趋势特征、周期特征和突变特征,揭示了流域径流的演变规律。得出以下结论:汾河上游年径流量总体呈减少的趋势,年代间表现出一定的丰枯波动性;年径流存在明显的周期性;15a尺度的周期变化在整个分析时段表现得非常稳定,具有全局性;52a来,汾河上游年径流发生了显著的变化,1983年和1998年年径流量表现出由多到少的突变,是均值和转折突变的组合。     

汾河上游土地利用变化对径流的影响分析研究

以汾河上游(兰村以上)为研究区,探究土地利用变化对汾河流域径流的影响。利用1956-2011年的水文气象资料,结合研究区3期遥感影像(1978、1998和2010年),分析了汾河上游多年径流变化趋势以及下垫面变化特征。结果表明,汾河上游径流量呈现下降趋势,1956-2011年兰村站的年平均径流量减少量为0.019亿m3,多年平均径流量没有发生突变。汾河上游土地利用类型变化明显,林草地面积呈增加趋势,农用地与水域面积呈减少趋势。以上研究结果表明,合理规划土地利用,对流域安全具有重要意义。     

三峡水库蓄水后长江上游水沙变化分析

根据三峡水库蓄水前后水沙资料,对长江上游水沙特性进行了分析,结果表明上游水文站近期年径流量变化不大,年输沙量有减小的趋势,三峡入库沙量持续减少,输沙量减少主要集中于汛期,其中北碚、屏山站年输沙量的减小是三峡入库沙量减小的主要原因;清溪场水文站受三峡水库回水影响,流量与含沙量相关关系在汛期时基本一致,枯期时含沙量减小,说明泥沙在上游落淤;上游主要水文站实测悬沙有变细的趋势,其中万县和宜昌站实测悬沙粒径减小幅度较大。     

ENSO循环对汾河上游径流变化的影响

剖析气候对径流变化的影响,在区域水资源合理开发利用及科学管理等方面具有重要意义。基于汾河上游上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站1956-2000年径流数据及多变量ENSO指数(MEI),采用交叉小波分析方法,探究ENSO循环对汾河上游流域径流变化的影响。结果表明:MEI指数呈上升趋势,径流枯水期持续时间也随之增长,且MEI指数较大年份,径流量较少,反之径流量较大,径流序列的丰枯变化对ENSO循环有一定的响应关系;4个水文站径流量与MEI指数在20世纪70年代之前,有相同的1～4 a周期,且相关关系显著,同时在11～12 a尺度上具有较好的相关性,即ENSO循环对径流量影响较大;在20世纪70年代之后,虽然在1～3 a尺度上仍有一定的相关关系,但没有相同的显著周期,即ENSO循环对径流量影响相对减小,径流变化由气候驱动转变为气候与人类活动共同驱动模式。     

基于突变检验的黄河上游生态水文变异分析

黄河上游梯级水库在发挥防洪减灾、发电、灌溉等作用的同时,使黄河上游河段生态水文特征发生了较大变化,给黄河生态环境健康带来了一定的负面影响。以黄河上游代表站点兰州站为例,使用TFPW-MK突变检验法和秩和检验法分析其水文序列的变异点位置,采用水文指标改变法(IHA)分析变异前后水文生态指标的变异范围。结果表明:兰州站水文序列在1985年发生了变异,且水文变异程度较高,各项生态指标不同程度发生了改变,造成了水文生态条件的恶化。其主要原因是人类活动的影响。     

基于Budyko假设的黄河源区径流变化归因识别

黄河源区是黄河水塔,其径流量变化的归因分析对黄河流域水资源开发利用至关重要。采用基于Budyko假设的弹性系数法量化气候因素和其他环境驱动因素对黄河源区河川径流量变化的影响。研究结果表明:1965-2013年黄河源区年降水增加,年潜在蒸散发减少,变化趋势均不显著,同时期的年径流序列呈现不显著减少趋势。在1989年实测径流序列存在突变现象,1990-1999年气候因素对径流减少的贡献率约为39%～45%,其他环境驱动因素的贡献率约为55%～61%;2000-2013年气候因素使径流量增加,其他环境驱动因素是径流量减少的主要原因。流域1980-2010年时期土地利用类型和覆盖无显著变化,研究区域冰川退缩、冻土层持续下移等其他环境驱动因素是造成黄河源区径流量减少的主要原因。     

伊洛河入汇对黄河下游水沙关系的影响分析

根据小浪底、花园口、黑石关3个水文站近50 a实测径流量与输沙量数据资料,运用交叉小波分析方法,结合交叉小波能量谱、小波凝聚谱和小波功率谱探讨了尹洛河水沙入汇对黄河干流下游水沙的影响。结果表明:(1)黑石关与小浪底径流量在1978-1992年间均具有4~9 a的周期尺度;黑石关站输沙量和小浪底站输沙量相关性不显著;(2)黑石关径流量对花园口径流量有持续稳定的影响,主要体现在1965-1996年的0~9 a的周期尺度上;黑石关输沙量对花园口输沙量有一定影响,主要表现在1958-1970年的4~10 a和1956-1962年的0~6 a的周期尺度上,但影响程度不大。总体而言,伊洛河水沙入汇对黄河下游径流过程影响显著,输沙过程影响不大。     

叶尔羌河年径流量动态变化趋势分析

建立了叶尔羌河卡群站年径流量（１９５４～１９９７ 年）的时间序列模型,该模型可用于年径流量预测。根据分析结果,卡群站年径流量具有不显著的递增趋势和明显的周期变化,同时具有一定的随机性     

叶尔羌河年径流量动态变化趋势分析

建立了叶尔羌河卡群站年径流量的时间序列模型,该模型可用于年径流量预测。根据分析结果,卡群站年径流量具有不显著的递增趋势和明显的周期变化,同时具有一定的随机性。     

塔里木河河床演变和河道整治分析

塔里木河位于塔克拉玛干沙漠，其河床演变和河道整治对保护塔里木河具有重要的意义。通过水沙特征分析，塔里木河年输沙量变化与年径流量的丰枯变化相应；输沙量和径流量年内高度集中，最大四个月出现月份基本一致，最大四个月的年内集中程度均大于70%。经过河床稳定性计算，上游阿拉尔站和新渠满站纵横断面不稳定，中游大坝站相对稳定。从河道冲淤变化来看，淤积量大于冲刷量，河床总体趋势为抬升；由于上中游河道断面变化频繁，洪水漫溢严重，必须进行河道整治。针对塔里木河的特点，提出了河道整治措施，分析了河道整治对生态环境的影响，探讨了生态环境保护的对策。     

基于HMA方法的宜昌站生态径流演变规律分析

通过1878-2010年宜昌站日径流数据,应用IHA指标分析和直方图匹配法等方法,分析宜昌站径流演变规律。结果显示:宜昌站的天然径流变化时间点与长江上游建设的水利工程时间是相吻合的。由于上游的水库调节作用,径流量的大小呈下降趋势,频率、延时和逆转次数都有明显改变。在城市化发展日趋加快的今天,用水日益增加,如何使人们用水得到保障而又对生态不产生重大影响,这就必须加强地表水资源的保护和调控。     

白龙江流域近40a气候变化及径流的响应

采用M-K突变检测法和小波分析法对白龙江流域近40a来气候变化特征进行分析。结果表明:白龙江流域气温变化20世纪80年代之前趋势不明显,80年代至90年代之间波动明显,呈下降趋势,90年代中后期气温年际变化呈显著上升趋势;降水量年际变化90年代中期之前上下波动趋势不显著,90年代中期以后呈下降趋势,流域气候趋于暖干化。上游气温年际变化存在7a、27a和4a尺度的周期变化,中下游武都和文县均以17a为主要周期;上游降水变化以7a和4a为第1、第3主周期,中下游的武都、文县则以25a、9a和4a为第1、第2和第3主周期。并且据相关分析得出降水量与径流量呈正相关关系,而气温与径流量呈负相关关系。     

挠力河流域径流变化特征与影响因素分析

挠力河作为三江平原最大的流域,其径流变化过程对三江平原的社会经济发展、生态环境变化起着至关重要的作用。为获取该流域的径流量变化特征,首先采用线性趋势分析法和Mann-Kendall趋势检验法对流域4个代表性水文站径流序列进行趋势分析,然后采用滑动移除近似熵法(MC-Ap En法)和Mann-Kendall突变检验法分别对径流进行突变检验,并对径流发生变化的原因进行了探讨。结果表明:挠力河流域上、中、下游径流量分布不均匀,且同一水文站径流年际变化较大,不利于挠力河流域水资源的开发利用;挠力河流域近50 a来径流量呈明显的减少趋势,其中宝清站、保安站、菜咀子站径流下降趋势明显;挠力河径流量在1966年发生突变,突变后径流呈明显的减少趋势,发生突变的主要原因是降雨量减少、农业开垦的扩张以及水利工程建设的日益增多;滑动移除近似熵法在进行径流突变分析的过程中,表现出精确度高、抗干扰能力强等特点,是一种适于径流序列突变检测的方法。     

小浪底水库异重流排沙期下游洪峰增值特性分析

结合历年黄河下游小浪底、花园口站水沙过程实测资料,重点分析了历史上"04.8"、"05.7"、"06.8"、"07.7"、"08.7"、"10.7"几场洪峰增值典型洪水的演进特征,总结了小浪底水库异重流排沙期高含沙洪水在黄河下游演进过程出现洪峰增值的内在特性。结果表明,减小异重流排沙前期基流条件和减缓出库含沙量的变化梯度,黄河下游河道的洪峰增值量将会得到明显减小。黄河下游洪峰增值最大增值发生在花园口站附近或其上游河段,花园口以下未再发生洪峰增值现象。     

澜沧江流域中下游主要水文气象要素变化相关性分析

【目的】探索澜沧江流域水资源在变化环境下的响应机制。【方法】基于1967—2006年的水文气象资料,通过线性回归、相关分析法和随机森林重要性评分法分析了澜沧江中下游的水文气象要素月变化及其相关性。【结果】(1)1967—2006年澜沧江中下游月均降水量变化不显著;月均气温显著上升;月均蒸发量变化不明显,中游整体呈下降趋势,下游整体呈上升趋势;旱季(11—4月)月均径流量显著增加;(2)总体上,澜沧江中下游平均径流量雨季(5—10月)与气温负相关,旱季时与气温正相关;(3)径流量在湿季受蒸发量和降水量影响较大;旧州站径流量11—次年2月主要受气温和降水量影响,3—4月则是受降水量和蒸发量影响较大,与重要度评分结果大体一致;戛旧站干季时与径流量相关系数较大者依次为降水量和气温,重要度评分较大者依次为气温和蒸发量;(4)旧州站月均流量与各气象要素的相关系数绝对值均在0.9以下,戛旧站月均流量与各气象要素的相关系数绝对值均在0.5以下。【结论】变化环境下澜沧江中下游月均径流量的响应受时空变化的影响,旧州站雨季月均流量受气候变化影响较大,相较于气象要素变化,戛旧站月均流量主要受梯级电站建设和运行等人类活动影响。     

基于神经网络的洮河枯期径流预报模型研究

根据洮河50年(1957～2006年)的径流量、降雨和上游径流量数据,建立了基于反馈神经网络的Elman洮河枯季径流预报模型。利用matlab7提供的神经网络工具箱进行建模训练。仿真结果表明所采用的Elman网络预报模型精度高,为人工神经网络运用到水文预测方面提供了依据。     

黄河中游区间入黄水沙量的贡献率变化分析

近年来黄河中游区间入黄水沙量发生了明显变化,对此变化特性需要开展研究。依据黄河中游干流水文站实测资料将黄河中游河口镇至潼关区间分为头道拐-吴堡、吴堡-龙门、龙门-潼关3个区域,分析各区域水沙量的变化趋势及入黄贡献率变化。结果表明:1958-2016年头道拐站及三个区域的年径流和年输沙量均呈显著减小的变化趋势。2000年后头道拐入黄水量贡献率增大了6.8%,中游区间三个区域的水量贡献率均减小,减小值为1.9%～2.5%;头道拐的沙量贡献率增加了7.4%,头道拐-吴堡区间的沙量贡献率减小了22.5%,吴堡-龙门及龙门-潼关区间的沙量贡献率增加值分别为5.1%和10%,黄河中游区间入黄沙量贡献率减小了7.4%。头道拐站的入黄水、沙量贡献率基本一致,黄河中游区间入黄沙量贡献率的减少是由区间上部区域引起的。河潼区间的输沙量与径流量相关性较好。