梅江松源河段非一致性水文频率分析

随着气候变化以及人类活动的影响,水文要素时间序列的一致性受到广泛质疑,传统水文频率分析已经不能满足日益精进的水文设计精度要求,如何将非一致性水文要素时间序列转化成符合一致性要求的序列是当今水文数据处理研究的重点。该文以梅江流域松源河上的宝坑站为例,进行水文变异以及非一致性水文频率分析。采用Mann－Kendall检测法以及Lee－Heghinian法对宝坑年径流量进行突变点检验,将水文变异序列进行基于趋势分析的非一致性水文频率分析以及基于两P－Ⅲ混合分布的非一致性水文频率分析。结果显示：宝坑站年径流量序列在1983年发生了变异;经过一致性修正后,百年一遇年径流量比原始序列减小了3．10％。     

1950～2022年鄱阳湖汛期最低水位演变分析

针对2022年鄱阳湖汛期出现的干旱事件，基于非一致性水文频率计算原理，分析了1950～2022年鄱阳湖汛期最低水位的变化情况。结果显示：受变化环境的影响，鄱阳湖汛期最低水位于1999年出现了跳跃向下的中变异，均值由变异前的12.32 m演变为变异后的10.15 m,降幅17.6%。采用基于跳跃分析的非一致性水文频率计算方法，以工业、生活取水保证率为典型频率，鄱阳湖汛期最低水位变异前、变异后P=97%的保证水位分别为9.3 m和7.13 m。     

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。     

变化环境下鄱阳湖流域降水演变特征分析

近年来,鄱阳湖流域的干旱灾害呈现出较为明显的非一致性,针对干旱研究中对降水序列非一致性研究不足的情况,以鄱阳湖流域内修水站、宜春站、南昌站等14个气象站点夏秋两季的降水序列为研究对象,采用水文变异诊断系统对降水序列进行了变异诊断,并以诊断结果为依据,对变化环境下鄱阳湖流域降水演变特征进行了分析。结果表明,鄱阳湖流域内降水序列变异主要发生在夏季,变异后的降水均值有所增加,变异时间集中在20世纪90年代初,且导致鄱阳湖流域内干旱非一致性的主要因素为水量支出。     

年径流变异序列水文频率分析计算

径流序列的水文频率分析计算是水资源评价等的基础,由于受频繁人类活动和气候变化的影响,天然年径流序列失去了一致性.对于变化环境下产生变异的水文序列频率计算,相对于传统的"还原"(或"还现")分析计算方法,非一致性(变异)水文序列的统计分析计算方法有很大的优势.该文运用该方法对兰州站2008前实测年径流序列进行了频率分析计...     

西北江三角洲水文泥沙序列变异分析——以马口站和三水站为例

采用水文变异诊断系统对马口站、三水站、西北江的年径流量和年输沙量序列,三水站的分流比和分沙比序列分别进行变异分析.诊断发现马口站和西北江年径流量序列未发现明显变异,其它序列均呈现显著的跳跃变异,变异时间多在1992年前后,破坏了水文序列的一致性.物理成因分析表明频繁的人类活动是导致水沙序列变异的主要原因.根据变化环境下非一致性序列的水文频率计算原理,计算了三水站1992年变异前后年径流量和年输沙量的水文频率分布,并比较了均值和不同频率特征值之间的差异,该结果对于西北江三角洲的航道整治和防洪决策等具有一定的参考价值.     

变化环境下基于回归分析的非一致性水文频率计算方法

基于非一致性水文频率计算原理的频率计算方法，存在确定性成分参数选取主观性强，无法反映多影响要素的问题。提出了变化环境下基于回归分析的非一致性水文频率计算方法，将该方法应用在鄱阳湖水位非一致性频率计算中。结果表明：鄱阳湖年均水位序列呈现出下降的趋势，枯水期出现的频率有所提升，重现期缩短，导致鄱阳湖干旱情况频发。分析结果与鄱阳湖实际的水位状况较为一致，该方法具有较好的可行性和可靠性。     

变化环境下通江湖泊江水倒灌年内分配变化规律研究

长江中下游的通江湖泊具有调蓄洪水和涵养水源等重要作用,针对目前通江湖泊分析中将三峡工程作为节点又缺乏支撑性分析的情况,以及对变化环境下江水倒灌年内分配变化规律研究较少的问题,以鄱阳湖为研究对象,采用水文变异诊断系统对鄱阳湖湖口站水位进行变异诊断,并以诊断结果为依据对湖口站实测倒灌序列进行变异前后年内分配变化规律研究。结果显示:变异后汛期鄱阳湖江水倒灌的流量均值上升,但月平均倒灌天数减少,倒灌水量呈减少的态势,且倒灌流量的极值有较大幅度降低,有利于鄱阳湖的防洪安全;非汛期江水倒灌的流量均值、平均天数、流量极值比变异前总体大幅度下降,对于鄱阳湖枯期水位会有较大的影响。研究结果对变化环境下通江湖泊的水情分析具有一定的参考作用。     

水文非一致性变异及其对水库防洪影响的研究进展

分析了国内水文非一致性变异及其对水库防洪影响研究存在的问题,评述了水文非一致性变异的检验方法和频率计算中所涉及的还原或还现、直接频率法及水文非一致性变异对水库防洪的影响等,指出水文非一致性变异对水库防洪影响需在进一步研究变异诊断方法和频率分析计算的基础上,重视对防洪影响的科学评价与应对措施。     

论变化环境下的地表水资源评价方法

由于受气候变化和人类频繁活动的影响,用于水资源评价计算的天然年径流序列失去了一致性。针对非一致序列的“还原”和“还现”计算方法不能反映不同时期环境变化的问题,从水文变异诊断系统、考虑土地利用和覆被变化的流域水文模型、适应变化环境的非一致性序列水文频率计算方法3方面论述了变化环境下的地表水资源评价方法,指出水文变异诊断系统可以识别非一致性年径流序列发生变异的形式和时间。采用考虑土地利用/覆被变化的流域水文模型或适应变化环境的水文频率计算方法,可以从成因途径或统计途径得到反映过去、现在和未来变化环境下地表水资源量的评价成果。     

鄱阳湖口生态水利工程方案探讨

维系良好的水生态环境,是环鄱阳湖地区经济发展的重要保障和支撑,也是实现人水和谐的前提条件。针对鄱阳湖水文特性和近期存在干旱等问题,并考虑到三峡工程建成运行后对鄱阳湖生态环境的潜在影响,藉此探讨了鄱阳湖控制工程建设的必要性及其原则,进而借鉴国内外经验,从生态环境保护角度,提出了一个仿都江堰式的生态水利工程设计概念方案。该方案能够遵循河流湖泊自然规律,在不影响防洪和江湖联通性的前提下,适度调控鄱阳湖与长江之间的水力联系,尽量保持湖区水位变化平缓、延缓汛后湖水外泄,以避免湖区出现不利于生态环境和社会经济发展的极端洪涝和干旱;而且该方案与环鄱阳湖生态经济区建设相协调,具有明显的生态效益和景观效应,能够促进该地区生态旅游文化发展。     

近60年来长江对鄱阳湖倒灌水量的变化特征

鄱阳湖是长江中下游典型的通江湖泊,其出流特征及水位涨落同时受五河及长江来水的双重影响,进而形成较为复杂的江湖水文情势关系。为研究长江对鄱阳湖作用的变化规律,依据鄱阳湖五河以及出湖控制水文站1956—2016年水文数据,探讨长江对鄱阳湖倒灌水量的变化规律。研究结果表明:鄱阳湖五河七口控制站2003—2016年年平均径流量相比1956—2002年有所降低。鄱阳湖倒灌水量、倒灌天数均与汉口站来水和鄱阳湖入湖水量之差呈较好的正相关关系。2003年后,三峡水库的蓄水或放水在一定程度上影响了江湖作用的季节变化和鄱阳湖流域的旱涝机遇,一定程度上减少了长江对鄱阳湖的倒灌频次。通过对倒灌水量和倒灌天数的分析可知,在1960年代、1980年代和21世纪初,长江上中游来水对鄱阳湖的作用相对强烈;而在1970年代、1990年代和2010年以后,长江上中游来水对鄱阳湖作用较弱。研究成果对于认识变化条件下长江与鄱阳湖江湖关系变化规律具有重要意义。     

鄱阳湖水文情势演变原因及对策

由于气候变化以及人类活动的影响,鄱阳湖水文情势发生了一定程度的变化,需定量评估不同驱动因子对鄱阳湖水情演变的影响。采用一系列水文指标表征鄱阳湖水文情势,构建BP神经网络模型模拟鄱阳湖水位,通过情境对比分析长江干流流量、鄱阳湖子流域入湖流量以及地形变化对各水文指标变化的贡献率。结果表明:长江干流流量是鄱阳湖7—10月份月平均水位降低的主要驱动因子,贡献率为52%～67%,对年最高极值水位的拉低效应明显,对年最低极值水位起到一定的抬高作用;地形是鄱阳湖12月—翌年3月月平均水位下降的主要驱动因子,贡献率为92%～185%,对年最低极值水位的拉低效应明显。最后对鄱阳湖水资源管理和调控提出一些建议:优化三峡水库运行调度,根据实际情况将三峡水库汛末蓄水时间适当提前;加强鄱阳湖子流域水利工程建设,在三峡蓄水期间增加五河泄流;规范采砂。     

鄱阳湖干旱多尺度特征及其与月均水位的相关性

以鄱阳湖13个气象站1957~2013年的逐月降水量、平均气温、各站点纬度和同期水位站逐月平均水位为实验数据,分别计算1、3、6、12、24、48个月尺度下标准降水指数(SPI)和标准降水蒸散指数(SPEI)时间序列,并利用Morlet小波分析理论,分析了该序列多时间尺度变化特征。基于Mann-Kendall检验,分析了鄱阳湖气象干旱趋势特征;利用Spearman秩相关系数,研究了不同时间尺度SPI和SPEI序列与月平均水位的相关关系。研究表明,鄱阳湖流域SPI和SPEI序列存在约68个月变化的主周期,两个主要特征时间尺度变化的强分布;气象干旱与湖水位的相关关系随时间尺度的增大而减弱。     

基于最小二乘法的鄱阳湖水位流量关系研究

为了进一步揭示鄱阳湖与长江及其流域来水之间的"江河湖"关系,选取鄱阳湖湖口水文站作为研究对象,以三峡工程的蓄水时间(2003)为分界点,应用最小二乘法对其1978-2007年的水文数据序列(逐月平均水位与月平均流量)进行线性、多项式(三次曲线)拟合及其对数拟合,根据建立拟合曲线的判断系数R2大小选出最优的鄱阳湖水位流量关系拟合曲线,并对影响3种曲线拟合精度的影响因素进行探讨,最后对湖口水文站年均水位及年平均流量变化趋势进行分析。研究结果表明:2003年前后,鄱阳湖湖口水文站水位流量关系拟合曲线均以三次曲线拟合精度为最高,以对数拟合精度为最低;湖口水文站历年年均水位呈现下降趋势,而年平均流量则呈现上升趋势,年均水位和年平均流量最大值均出现在1998年,最小值则分别出现在2006和1979年。研究结果能够为鄱阳湖湖区水资源合理利用与水环境安全保护提供一定的参考依据。     

长江与鄱阳湖水文关系及其演变的定量分析

鄱阳湖蓄水受到自身流域来水和长江流量的双重影响,利用长江汉口和鄱阳湖星子水文监测资料,统计分析后得到长江与鄱阳湖量化的水文关系:(1)如果汉口流量小于15 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流影响不明显,鄱阳湖基本上自由出流,湖水位变幅较大。(2)如果汉口流量超过18 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流顶托作用明显,汉口流量越大,顶托越显著,因顶托而滞蓄在湖盆的水量可达31.9%~81.4%。(3)如果星子水位10.5~16.5 m且汉口流量大于20 000 m~3/s,出现长江向鄱阳湖倒灌的可能性较大;星子水位低于8 m或鄱阳湖主汛期一般不会发生倒灌。2000年以后鄱阳湖与长江水文关系发生了一些变化,主要表现在长江对鄱阳湖出流顶托作用弱化,鄱阳湖枯水期提前并延长,湖水位日涨落幅度增大。定量研究这些关系,对于鄱阳湖水资源利用、水环境和水生态保护具有重要作用。     

鄱阳湖近五百年较大洪水出现规律的初步分析

本文利用史料恢复了鄱阳湖近500年洪水序列，从而揭示了一些近期实测资料中尚未反映出来的洪水特征，剖析了鄱阳湖较大洪水在宏观时间惊讶上的演变规律，近500年以来鄱阳湖平均每100年增加0．42个较大洪水年，洪水位以每100年抬升0．48m的速度增加。     

鄱阳湖星子站水位62年变化规律分析

为了深入认识鄱阳湖水文特征并为湖区水利枢纽建设提供参考,基于星子站1935~2008年期间62 a水位实测资料,对该站水位基本特征及演变趋势进行了分析。结果表明:使用星子水文站水位数据表征鄱阳湖水位变化特征科学合理;水位在62 a长时间尺度上的变化规律稳定,高水位的时间集中在6~9月,低水位的时间集中在12月至次年3月,平水位的时间集中在4,5,10月和11月;鄱阳湖水位演变呈现"高水是湖"的自然景观的持续时间缩短,"低水似河"的自然景观的持续时间延长。     

洞庭湖和鄱阳湖水量优化调控工程研究

随着三峡水库及上游干支流控制性水库的逐步投运,长江中下游防洪形势得到极大改善。同时,由于蓄水拦沙,“清水”下泄,江湖关系已经并将继续发生变化,导致两湖水文情势进一步变化,对两湖地区水资源综合利用和水生态环境保护产生深刻影响。分析了洞庭湖江湖关系变化趋势和鄱阳湖枯水变化情势及其影响,结合湖区经济社会发展和生态环境保护对水利的要求,研究了两湖水量优化调控总体思路,提出了优化调控两湖水量的工程措施,为两湖生态经济区和长江经济带建设提供支撑和保障。