南水北调东线工程优势调水频率分析

为计算南水北调东线工程优势调水频率,选用国内外常用的二维P-Ⅲ分布的计算方法进行南水北调年径流丰枯遭遇分析,并与传统的基于频率的分析方法结果做了比较.研究表明,Qin方法、Moran方法、FGM方法在其适用范围内对二维P-Ⅲ分布计算结果较好,并提供了各种二维P-Ⅲ分布计算方法应用范围的建议.优势调水频率计算结果显示,长江淮河、长江黄河的丰枯同步频率均小于丰枯异步频率,年尺度的优势调水频率不高于40%.三峡建成后,改变了长江中下游的年径流的年内分配,多数月份更有利于调水.为此,要提高南水北调东线工程的利用价值,必须充分考虑调蓄工程的建设,配以相应的运行调度方式,相机从长江引水.     

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     

基于核密度估计和Copula函数的降水径流丰枯组

本文从规避水文风险角度出发,将非参数核密度估计方法与Copula函数相结合,利用核密度估计方法确定水文变量的边缘分布,利用Copula函数计算不同变量之间的联合分布,并应用于南水北调中线一期工程水源地丹江口水库不同分期降雨径流的概率计算与丰枯风险分析。研究结果表明：该流域汛期降雨与径流的组合概率中,丰平枯等级一致的总概率为76%,而非汛期降雨与径流丰平枯等级一致的总概率仅为53.3%。与汛期相比,非汛期降雨与径流等级不一致的概率明显升高。当汛期径流等级为丰时,非汛期径流等级为丰的条件概率达到60.1%;当汛期径流等级为平时,非汛期径流等级为丰、平、枯的条件概率相差不大;当汛期径流等级为枯时,非汛期径流等级为枯的条件概率达到59.8%。     

模糊聚类法在径流丰枯特性分析中的应用

径流丰枯特性分析是河流水文系统分析的重要环节,为探讨径流丰枯的长期演变规律,在对孤立点进行检测和径流序列模糊聚类分析的基础上,通过引入模糊模式识别理论,提出了基于S型隶属函数和多维空间下丰枯贡献价值比重的径流丰枯特性分析方法。该方法的多维径流特性分析结果综合考虑了流量大小和分布状况因素,较好地描述了径流丰枯状态及其相对隶属程度。     

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。     

南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇研究

运用Copula方法理论构造了南水北调中线工程水源区与各受水区汛期、非汛期及全年降雨量的联合分布,并用所建模型对水源区与各受水区的丰枯遭遇进行了研究。结果表明,用Copula方法来描述不同水文区的丰枯遭遇问题是可行的。通过分析得出以下结论:水源区与受水区丰枯同步的频率表现出由南向北递减的规律,且同枯的频率略大于同丰的频率,同平的频率最低,有利于调水的频率却表现出相反的趋势;非汛期调往各受水区的水量有限,需配合其他水利工程进行联合调度才能保证供水区的用水安全。     

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。     

基于Copula函数的输水工程径流丰枯补偿特性研究

文中基于Copula函数构建了大伙房水库输水工程水源区和受水区径流量的二维联合分布模型,以PIII型分布为边缘分布,采用频率分析法对径流进行丰枯划分,对径流组合丰枯遭遇概率进行计算;并复核了工程现状供水水平和设计能力的调水保证率。结果表明:水源区和受水区丰枯组合同步的概率较高,发生调水不利的组合概率较大;通过对调水保证率计算可知,现状供水情况下调水保障率可达到99%,按设计调水能力计算调水保证率为95%,与工程原设计相符。     

南水北调西线一期工程水源区径流丰枯遭遇分析

采用历年天然径流系列对南水北调西线一期工程水源区河流进行丰枯遭遇分析,结果表明:当水源区两个流域处于同丰、同平和丰枯异步时,不会影响正常的调水,其频率为73.7%。当两个流域同时处于枯水状态时,则不利于调水,其频率为26.3%。这说明通过南水北调西线工程向黄河相机补水是可能的。     

基于Copula函数的郑州市外调水供水补偿特性

南水北调工程供水和黄河供水是郑州市城区的两个主要外调水源,对两者的相互补偿特性及其对郑州市城区供水的补偿特性进行分析,可为制定郑州市城区供水方案、提高供水保证率提供参考。在发现南水北调工程供水也具有一定的频率特性的背景下,以两者的供水频率分析为基础,使用优选的Copula函数,对郑州市城区南水北调工程供水和黄河供水进行补偿特性计算分析,结果表明:①在丰枯同步组合类型中,两种水源同枯的频率最大,同平的频率最小,发生同枯的风险较大,易造成供水短缺风险,此时应积极调配水源;②同丰时水量充足,可利用调蓄水库将多余水量存蓄,供枯时使用;③在丰枯异步组合类型中,丰与枯组合的频率最大,枯与平组合的频率最小;④丰枯异步的频率大于丰枯同步的频率,说明两水源互补性较好。     

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.     

基于Copula函数的韩-榕-练三江径流丰枯遭遇分析

韩江、榕江、练江是广东省粤东的重要河流,其径流丰枯遭遇规律对三江水系连通工程水资源优化调度具有重要意义。研究基于三江控制站径流和降水数据,采用Copula函数构建了三江径流年、汛期、非汛期等不同时间尺度的二维联合分布,定量分析了三江径流的丰枯遭遇规律。结果表明,榕江与练江的丰枯同步性最强;三江两两丰枯异步的概率明显大于丰枯同步的概率,具有水量互补条件;非汛期韩江-练江、榕江-练江调水有利的组合概率分别为0.4433、0.4641,跨流域补水可行性较高。研究成果可为三江水资源优化调度提供参考。     

主成分回归在径流预测中的应用

采取主成分回归方法对具有多重共线性的湘江流域43 a径流资料进行了分析,以实测径流量、降水量和蒸发量等7个指标进行了样本预测。结果表明:主成分回归比多元线性回归的误差小,预测值更接近于实测值。     

玉龙喀什河径流及气象因子演变规律及特征分析

选取玉龙喀什河同古孜洛克站实测径流及气象因子,采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势性检验、小波分析等方法,系统分析了径流及其气象因子的演变规律及趋势性,利用霍尔特模型预测了未来５年径流量及气象因子变化趋势。结果表明:径流、降水及气温均呈现显著增加趋势,蒸发量表现为显著减少趋势;相关性分析得出气象因子中气温与径流相关性最大,其次是降水,蒸发与径流呈负相关;未来５年径流量、降水量和气温呈增加趋势,蒸发量呈减少趋势。玉龙喀什河１９８０年—２０１８年径流和降水在研究时间内变化趋势具有一致性,气温在未来将继续主导径流变化。     

缺资料地区产流径流时空特性分析及其关系研究——以洮河流域为例

为了解决缺资料地区的产流、径流时空特性分析问题,采用SWAT模型、多元统计分析法、相关系数法、弹性分析法等方法,研究分析缺资料地区——洮河干流分区段产流、径流的时空变化规律,揭示降雨量P、产流量Y、径流量R三者之间关系以及径流变化影响因素。结果表明：洮河流域红旗站1956-2019年径流量整体呈显著减小趋势,1987年发生突变;SWAT模型率定、验证期决定系数分别为0.78、0.79,Nash-Suttcliffe系数分别为0.78、0.77,相对误差均小于10%,模拟效果令人满意;河道径流中游占比最大(50.71%),其次为上游(37.21%),下游占比最小(12.08%),中游是径流量的主要来源;产流量由上游到下游呈减少变化,依次为214.18、179.43、81.16 mm;代桑曲子流域产流量最大,岔河、东峪沟最小;相关性排序为P与Y、Y与R、P与R,且相关性由上游到下游逐渐减弱;气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为20%和80%,人类活动是主要因素。研究成果有利于揭示洮河流域各区段产水径流变化及影响机理,同时为缺资料地区产流径流时空分析提供理论支撑。     

清源河流域径流长期演变规律及趋势分析

为了对渭源县区域水资源进行合理配置,需对清源河径流演变规律及趋势进行分析研究。本文在收集清源河径流资料的基础上,从径流的年内分配、年际变化趋势、丰枯变化等角度进行了分析计算,采用集中度、集中期分析法、5年滑动平均法进行了变化趋势分析,采用时序累计值及Mann-Whitney法对径流的突变年份进行识别;采用差积曲线法对径流的丰枯变化进行了分析,采用坎德尔(Mann-Kendall)秩次相关法、线性回归法、斯波曼秩次相关法对径流变化趋势显著性做了检验。结果表明:径流量年内分配不均,主要集中在6—9月,径流年际变化幅度较大;径流突变年份出现在1994年;多年变化基本包含了丰枯变化,径流量年际整体呈减小趋势,减小趋势显著。分析结果可为清源河流域水资源合理开发与利用提供数据支撑。     

山东省当地典型降水与黄河来水丰枯遭遇分析

鲁西北地区水资源较为贫乏,对黄河依赖性很强,但当黄河来水较少时,若鲁东南地区降水较丰,则可利用鲁东南临沂市较为丰富的水资源加以补给。采用Copula函数法,研究了黄河来水与临沂市以及临沂市与鲁西北德州市之间的二维丰枯遭遇概率,分析了黄河与临沂市、临沂市与德州市之间的丰枯互补可行性,并与统计法进行对比。结果表明:其对于水资源的优化利用具有重要意义,为后续制定山东省与黄河水的联合调控决策提供技术支撑。     

黄河中游水沙变化归因分析

采用基于模糊互判断矩阵的层次分析法（fuzzy?analytic?hierarchy?process,FAHP）分析人类活动和气候变化对 黄河中游水沙变化的贡献率,并将 FAHP 法分析的结果与累积量斜率变化率比较法（slope?changing?ratio?of cumulative?quantity,SCRCQ）分析的结果进行对比,2 种方法计算结果变化规律一致。结果表明：气候变化对径流 和泥沙的影响小于人类活动的影响,1970 年代、1980 年代、1990 年代、2000 年代人类活动对径流减少的贡献率分 别为 68%、64%、64%、75%,人类活动对泥沙减少的贡献率分别为 45%、65%、59%、69%。     

新疆叶尔羌河流域径流规律分析

针对叶尔羌河流域2个主要水文站51 a天然实测径流资料,分析了径流统计特征,采用极大熵法分析了径流系列的周期性,利用Kendall检验法以及R/S分析法分析了径流趋势以及径流趋势的持续性。结果表明:①叶尔羌河、提孜那甫河的径流变差系数分别为0.16、0.19;②叶尔羌河天然径流序列具有稳定的3 a和6 a变化周期,提孜那甫河具有稳定的6 a变化周期;③叶尔羌河径流序列具有不显著递增趋势,提孜那甫河具有显著的递增趋势;④叶尔羌河径流未来将呈微弱减小的趋势,提孜那甫河径流在未来将继续保持增长趋势。