基于Copula函数的开都河年径流预测

河川径流量的准确预测对于水库调度、区域水资源优化配置具有重要意义.本文以新疆开都河为例,运用Copula函数将自变量和因变量的相关程度和相关模式有机结合,构建两变量联合分布函数,研究两变量与联合分布之间的相依结构;在此基础上,根据样本值未知的因变量边缘分布与联合分布关系,结合样本值己知的自变量概率分布,对因变量未知值进行预测.结果表明:基于Copula函数的预测方法原理明晰、计算简便、性能稳定、预测精度较高.     

北部湾经济区径流、降雨分配特点及其变化分析

基于1970-2008年南流江常乐水文站、钦江陆屋水文站月均实测径流、降雨资料,采用年内分配不均匀系数、变差系数、绝对变化比率、年际不均匀系数、距平百分率等指标分析北部湾经济区径流、降雨的年内分配、年际变化特点,采用线性趋势线法、双累积曲线法分析径流、降雨的变化趋势.结果表明,南流江、钦江实测径流量与降雨量年内分配呈单峰型,径流、降雨年内分配不均系数呈上升趋势,径流的多年变化大于降雨,径流量的年际变化均匀度较差.降雨旱涝等级变化波动小,而径流丰枯等级变化波动频繁.实测径流系数呈下降趋势,降雨径流关系存在减小的规律.     

基于SWAT模型的开都河上游未来土地利用变化对径流的影响

【目的】揭示土地利用变化下的流域径流变化。【方法】以开都河上游区域为研究对象,利用分布式水文模型SWAT,采用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov)预测法、当地土地利用规划要求和极端土地利用情景法共设置了4种2025年土地利用情景,包括自然发展情景、规划发展情景、极端草地情景、极端林地情景。【结果】①构建的SWAT模型在率定期(R2=0.74,NSE=0.73)与验证期(R2=0.58,NSE=0.57)的模拟结果可以接受。②采用CA-Markov模型模拟的2010年土地利用类型图Kappa系数为0.83,可用于预测2025年土地利用类型。1980—2010年土地利用类型变化主要表现为草地转换为水体和未利用地,其转换面积分别为106.09 km2和0.5 km2。③相较于基准年2010年,各土地利用情景下的年均径流量均减少,自然发展情景减少最快,极端草地情景减少最慢;从丰水期与枯水期来看,2种时期下各情景月均径流变化完全相反;从其季节分配来看,各土地利用类型在夏季对径流变化影响最大,冬季影响较小。【结论】该地区草地是影响径流最主要的调控因子,原有草地的减少会引起夏季径流较大幅度减少,对于未利用地,可考虑开发为草地。     

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。     

基于SWAT模型的开都河上游未来土地利用变化对径流的影响北大核心CSCD

【目的】揭示土地利用变化下的流域径流变化。【方法】以开都河上游区域为研究对象,利用分布式水文模型SWAT,采用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov)预测法、当地土地利用规划要求和极端土地利用情景法共设置了4种2025年土地利用情景,包括自然发展情景、规划发展情景、极端草地情景、极端林地情景。【结果】①构建的SWAT模型在率定期(R2=0.74,NSE=0.73)与验证期(R2=0.58,NSE=0.57)的模拟结果可以接受。②采用CA-Markov模型模拟的2010年土地利用类型图Kappa系数为0.83,可用于预测2025年土地利用类型。1980-2010年土地利用类型变化主要表现为草地转换为水体和未利用地,其转换面积分别为106.09 km2和0.5 km2。③相较于基准年2010年,各土地利用情景下的年均径流量均减少,自然发展情景减少最快,极端草地情景减少最慢;从丰水期与枯水期来看,2种时期下各情景月均径流变化完全相反;从其季节分配来看,各土地利用类型在夏季对径流变化影响最大,冬季影响较小。【结论】该地区草地是影响径流最主要的调控因子,原有草地的减少会引起夏季径流较大幅度减少,对于未利用地,可考虑开发为草地。     

利用河道短期资料推求设计年径流

运用了河道在仅有短期资料的条件下，通过对研究径流年际水量变化与年内水量分配的规律，采用相关流域的短期实测径流资料的年径流资料来展延，计算径流年内分配，对河道未来年径流做出预报，为生产计划、防洪抗旱、水资源的规划管理和综合利用提供正确的水文依据。     

利用河道短期资料推求设计年径流的分析计算

运用了河道在仅有短期资料的条件下，通过对研究径流年际水量变化与年内水量分配的规律．采用相关流域的短期实测径流资料的年径流资料来展延．计算径流年内分配．对河道未来年径流做出预报．为生产计划、防洪抗旱、水资源的规划管理和综合利用提供正确的水文依据。     

灌区塘堰拦蓄地表径流能力的研究

塘堰是我国丘陵地灌区的一项重要灌溉设施，能拦蓄地表径流，蓄积降雨用于灌溉。提出拦蓄系数的概念，来衡量塘堰拦蓄地表径流的能力，并通过实例来说明拦蓄系数的计算及其应用。     

集中水流冲刷条件下浅沟径流流速特征研究

在室内不同坡度和径流流量条件下,用电解质示踪法和染色剂示踪法进行浅沟径流流速测量的对比研究.用采自北京的粉壤土在室内试验模拟浅沟侵蚀,测量并计算浅沟径流流速.在坡度5°、10°、20°,流量64、128、256 L/min条件下,进行浅沟水流流速的测定试验.测量结果表明,浅沟径流流速随坡长增加略有减小,随流量和坡度增大而增大.电解质示踪法测量得到的流速在0.55 ～ 1.60m/s之间,而染色剂示踪法测量得到的流速为0.71～1.45 m/s,染色剂示踪法测量得到的流速略小于电解质示踪法测量结果.考虑到浅沟水流对示踪剂稀释及紊流对水流的扰动造成的视觉影响,电解质示踪法测量的流速具有其合理性.     

基于条件概率分布的玛纳斯河年径流序列频率分析

根据玛纳斯河1956―2006年年径流序列数据,采用Mann-Kendall突变检验法和累积距平法对其变化趋势及突变进行了分析,通过条件概率分布法、K-S检验、OLS及AIC对其进行了拟合优度检验。结果表明,玛纳斯河年径流在1956―1995年呈现减少趋势,在1996―2006年年径流呈现增长趋势,并在1995年发生突变;最优分布的设计年径流值在各频率下均较传统频率法求得的设计年径流值增加1%~10%,条件概率分布相对于传统的水文频率计算方法得到的设计结果更有利于玛纳斯河的防洪安全及洪水资源利用。     

东江流域博罗站天然年径流量序列多时间尺度分析

采用Morlet小波函数,对东江流域博罗站1956-2005年天然年径流时间序列进行了小波分析,揭示了流域天然年径流变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下天然年径流序列变化的周斯,并根据主周期对未来序列变化进行了预测。研究结果表明,天然年径流序列呈现微弱的减少趋势,21 615万m3/(10 a),近50年天然年径流量减少了约108 075万m3;天然年径流量变化的特征时间尺度为2年、4年、8年、12年、19年,其中8年左右的周期振荡最强,为天然年径流量变化主周期;依据主周期的变化趋势,预测2006-2009年间天然年径流将偏多,大约在2010-2013年天然年径流将偏少。     

年径流丰枯分类方法的效果研究

研究年径流丰枯分类方法的效果,对流域水文分析和水资源管理具有重要意义.从年径流过程相似性、总量差异性、分布均匀性等3个方面,定义了3个对应的丰枯分类效果评价指标,即相似指数、差异指数和均布指数.根据所采用的丰枯分类指数,将年径流丰枯分类方法划分为综合指数型、关系指数型和综合关系指数型等3类,并从3类方法中各选取3种代表...     

基于SOM神经网络的年径流划分 ——以密云水库为例

传统的年径流划分往往通过年径流量的数量指标划分丰水年、平水年与枯水年.但仅仅通过该方法难以反映年内径流分布的情况.引入SOM神经网络,根据径流序列的月径流量、集中度与集中期,年内不均匀系数等指标,进行年径流序列的划分,得出具有年内特征的年径流划分成果.并以密云水库为例,对密云水库年径流进行了应用研究,将密云水库年径流序...     

自然因子对开都河流域植被NDVI变化的地理探测

为揭示自然因子以及因子之间的交互作用对开都河流域植被空间格局变化的影响,以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)为植被覆盖状况表征指标,结合气候、地形地貌、土壤、植被以及人为干扰等11种因子,采用线性趋势分析、空间转移矩阵和地理探测器模型,分析了2001-2020年开都河流域植被NDVI的时空演变特征,并对其空间分异的驱动力进行了定量探测。结果表明：①2001-2020年,开都河流域植被覆盖状况良好,中、中高和高植被覆盖度区均超过71%;植被NDVI分布呈现西高东低,低、中植被覆盖向中高和高植被覆盖转化明显。②土壤类型的解释力最高(9.84%),主导植被NDVI时空格局。③自然因子对植被NDVI影响存在交互作用,因子交互作用以双变量增强和非线性增强两种方式增强对NDVI空间分布的解释力,其中,尤以土壤类型和坡度的交互作用影响力最强。④研究揭示的促进植被生长的各因子最适宜特征,有助于更好的理解自然因素对植被NDVI变化的影响及其驱动机制。     

年径流时间序列的混沌分析

在介绍重构相空间技术的主要定量指标(关联维数D2和柯尔莫奇诺夫(Kolmogorov)熵)的基础上，针对长江上游绵阳地区和岷江上游紫坪铺水文站的年径流时间序列，探讨了不同嵌入维m下其关联维数的变化规律。得到绵阳地区年径流时间序列的饱和关联维D2=4.11，最低嵌入维m=8，Kolmogorov熵k= 0.303；紫坪铺年径流时间序列的饱和关联维D2=2.58，最低嵌入维m=5，Kolmogorov熵k= 0.302；并且得到两个年径流序列的最大预测年限为4a，为年径流预测提供了较为科学的依据。