岷江流域径流变化趋势及水文情势变异研究

为探究水文变异法(RVA)评估流域下游河流水文情势变异情况的准确性,选取岷江流域为研究区域,首先还原高场站天然径流过程,采用Mann-Kendall非参数检验、Kendall秩次相关检验等方法分析得出岷江流域径流有显著下降趋势;然后采用RVA法分析现有梯级水库运行对岷江河流水文情势的影响程度,得出高场站整体水文指标改变度为高度;最后模拟双江口水库投运情景,预测高场站水文情势变异情况。结果表明,高场站汛期来水相比现状将减少、枯期来水相比现状将有所增加。     

基于 IHA － ＲVA 法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站( 1956—2012 年) 逐日流量数据,采用 Mann － Kendall 法、累积距平法和滑动 T 检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法( ＲVA) 以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明: ( 1) 屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在 1997 年,表明 1997 年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧; ( 2) 金沙江下游屏山站的整体水文改变度为 51% 左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显; ( 3) 水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

基于IHA-RVA法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站(1956—2012年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(RVA)以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明:(1)屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在1997年,表明1997年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧;(2)金沙江下游屏山站的整体水文改变度为51%左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

金沙江梯级水库消落运用方式研究

梯级水库消落运用方式是充分发挥梯级水库综合经济效益的重要课题,如何科学控制各电站枯期消落水位、兼顾梯级总发电效益并控制弃水是梯级水库枯水期联合调度的关键。本文在分析屏山水文站枯水期及汛前径流规律的基础上,探讨了金沙江梯级近期水平下溪洛渡和向家坝电站不同消落深度对总体运行调度的影响,提出5月、6月分旬控制消落的金沙江梯级水库枯期消落方案,并对不同频率来水情况下不同消落方式的发电效益进行了比较,然后,以金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝四库梯级电站群为研究对象,对金沙江四库联合运行时枯期消落方式进行初步研究,所得结论可供金沙江梯级水库在实际运行中制定调度方案参考。     

金沙江梯级水库运用对下游河段输沙影响分析

金沙江梯级水库相继运用以来,上游的大量泥沙被拦截在水库内。为研究梯级水库运用后对水库下游河段泥沙输移的影响,对向家坝站、朱沱站及寸滩站多年的径流及输沙资料进行了计算分析。结果表明:金沙江梯级水库运用后,水库拦沙影响,水库下游河段至长江上游干流河道输沙量发生不同程度的减少;同时对长江上游的水沙特性有一定程度的改变,加剧了河段的冲刷。研究成果可为定量评价金沙江梯级水利工程建设对长江泥沙输移的影响提供参考。     

梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

水库运用对河流水文情势影响的IHA法评价——以伊河陆浑水库为例

水流是河流生物环境的主要决定因素之一,影响生物群落组成及其多样性。水利工程会改变河流天然径流过程,研究河流的水文情势具有十分重要的意义。基于龙门镇水文站实测流量数据,采用IHA法就陆浑水库运用对伊河径流过程的影响进行了评价。结果表明,陆浑水库的运用对龙门镇水文站水文年极值出现时间变化的影响不大,而对月流量、年极值、频率、延时和变化率指标改变显著,明显改变了下游河道水文情势,对下游河道内的水生态环境产生了较大影响。     

梯级水库建设运行对河流径流影响定量化分析

掌握河流径流特性是梯级水库自规划到建设、再到投运期间贯穿始终的重要研究工作。以金沙江中游梯级水库为研究对象,分析该河段梯级水库自2010年相继蓄水发电以来对干流径流特性的影响。以流域出口控制站攀枝花站为研究对象,石鼓站为参照站,选择不均匀系数(变差系数)为指标,采用双样本F检验、Mann-Kendall突变检验和流量历时曲线等方法,从年际、年内、月内等多个时间尺度视角出发,对其径流变化及其分配特性进行定量化分析。分析结果表明:(1)金沙江中游梯级对径流的年际变化规律影响有限;(2)金沙江中游梯级对径流的年内逐月分配有一定影响,但影响程度有限;(3)金沙江中游梯级对径流的月内分配尤为显著,在梯级水库建设运行期高流量分布存在着枯季偏大、汛期偏小的普遍规律,而低流量分布无论枯季、汛期均呈现偏小的态势,而且量化影响更为明显。分析成果可为实际应用提供一定的参考。     

大伙房水库运行对下游水文情势的影响分析

文章以大伙房水库建设期为界限划分研究时段,采用水文改变度指标法,利用下游抚顺水文站1935—2015年的日流量资料,通过分析33个水文改变度指标,得到大伙房水库运行对下游径流的影响程度,从而定量分析水利工程建设对径流的影响。研究表明大伙房水库建设后下游水文情势发生了不同程度的变化,水库运行对浑河径流的改变程度属于高度改变。     

基于RVA法的尼尔基水库下游水文变异分析

采用Mann-Kendall检验法对嫩江流域同盟(二)站年均流量进行突变性检验,采用RVA方法从河流水文情势指标和生态多样性指标两方面分析尼尔基水利枢纽运行对下游河流水文情势的影响。研究表明:尼尔基水库运行后,下游河流极值流量、低流量脉冲的频率及历时、径流涨、落水率次数和流量涨落逆转次数都发生了明显改变,尼尔基下游河流整体水文改变度为51%,为中度改变;受尼尔基水利工程建设的影响,下游河道内的生物多样性指数均值由水库运行前的24减小到水库运行后的18,生物多样性和生物量减少,生态系统呈现退化趋势。     

长江上游水库群兴建对水沙情势的影响分析

长江上游一批大中型水库的相继建成,对上游流域的水文、泥沙特性将产生一定的影响。系统分析了上游流域水库群建成后各支流主要控制性水文站及干流寸滩、宜昌站的水沙变化规律。结果表明:除屏山站以外,各站点在时段分割点后的年均径流量均较之前呈明显的下降趋势,下降幅度达4%～24%;各站点年均输沙量下降趋势更为明显,下降幅度达30%～90%。在此基础上,分析了长江上游水库群兴建后面临的新形势,并对当前需重点研究解决的问题提出了建议。     

梯级水电站对黑河出山口径流及洪水过程的影响

基于莺落峡水文站的月年径流量、年最大洪峰流量、洪水过程及黑河上游流域降水等资料,运用双累积曲线法、Mann-Kendall趋势检验法(简称MK检验法)、基尼系数法等方法,分析梯级水电站对黑河出山口莺落峡水文站径流及洪水过程的影响。结果表明:黑河上游梯级水电站的建设运行对年径流量变化影响不大,对径流年内分配及洪水过程有一定影响;电站联合调度运行后,坝前库区蓄放水改变了天然径流过程,对径流年内分配产生显著影响,年内分配均匀度在2001年发生转折,2017—2020年呈显著增加趋势;人为升降闸门高度,致使水位直上、直下,洪水过程拉长,峰值变大,呈陡涨直落形态,涨落率和变化频次增加。研究成果可为加强流域水电站科学调度、水生态文明建设及水能水资源可持续开发利用提供理论依据。     

金沙江下游流域水沙格局变化研究

金沙江下游水沙变化对梯级水库淤积进程和优化调度有重要的影响,随着大型梯级水库的建设运用,金沙江下游水沙格局发生了显著的变化。本文基于金沙江下游干支流历年实测水沙资料,分析了流域水沙变化过程,提出了不同时段流域水沙格局。从时间上看,金沙江下游干支流径流量年际变化均不大,干流输沙量显著减少;支流雅砻江、龙川江、牛栏江输沙量明显减少,其它支流输沙量没有明显变化趋势。从水沙来源分布上看,不同时期,金沙江干流径流量和流域支流径流量的占比变化不大,金沙江干流、雅砻江和其他支流占比分别为46%、45%和9%左右。而输沙量占比变化显著：1999年以前金沙江、雅砻江和其它主要支流占比分别为40%、36%、24%;在二滩水库蓄水拦沙后的1999—2010年三者的占比分别为61%、13%、26%;金沙江中游梯级水库蓄水拦沙的2013—2020年三者的占比分别为16%、31%、53%。进一步考虑未控区的影响,金沙江干支流水库运行后,来水格局仍未发生明显变化,干流、雅砻江、其他支流和未控区间径流量占比分别为40%、40%、9%和11%。但来沙格局变化显著,水库运行前干流输沙量占比为21%,雅砻江为19%,其他支流为12%,未控区间为48%,水库运行后区间来沙占比明显增大,达到了97%,其中未控区间占比为82%,区间支流占比为15%,未控区间来沙是金沙江下游流域泥沙的主要来源。     

Influence of cascade reservoirs on spatiotemporal variations of hydrogeochemistry in Jinsha River

River hydrogeochemistry offers necessary guidance for effective water environmental management.However,the influence of cascade reservoirs on river hydrogeochemistry remains unknown.In this study,the Jinsha River,the headwaters of the Yangtze River of China,was selected to investigate the spatiotemporal variations of hydrogeochemistry after the construction of six cascade reservoirs.Major ions,total dissolved solids,electrical conductivity,and pH values of sampled water in the upper natural reaches and lower reservoir-regulated reaches were analyzed in both flood and dry seasons.The results of Piper diagram and Gibbs plots showed that the hydrogeochemistry of the Jinsha River was naturally controlled by both evaporation-crystallization and carbonate weathering processes,but it was also artificially affected by reservoirs.The impoundment of cascade reservoirs affected the hydrodynamic condition of the river.The river flow in the flood season was reduced by approximately 24.5%,altering the proportions of water sources and leading to notable hydrogeochemical alterations in reservoir-regulated reaches.Conversely,river hydrogeochemistry generally remained unchanged in the dry season,owing to the insignificant effect of cascade reservoirs on river flow.In contrast to what has been observed in previous studies of individual reservoirs,the cumulative influence of cascade reservoirs on the Jinsha River flow regime did not cause abrupt hydrogeochemical changes between the upstream and downstream areas of each reservoir.Moreover,the water quality assessments revealed that the impoundment of cascade reservoirs improved downstream irrigational water quality,with lower Na~+ ratio values in the flood season.This study provides the earliest evaluation of cascade reservoir influence on the hydrogeochemistry of the Jinsha River.The findings of this study can be used as a reference for scientific guidelines for future environmental management of cascade reservoirs in large rivers.     

金沙江中游与长江中下游洪水遭遇规律分析

按照《长江流域防洪规划》和《长江流域综合规划》的安排,金沙江中游已建及在建的6座梯级水库每年7月份共预留防洪库容17.78亿m³,配合三峡水库进行长江中下游防洪。基于金沙江攀枝花站和长江中游螺山、城陵矶、宜昌站的洪量和洪水过程并考虑泄水传播时间及区间来水过程,详细分析了金沙江中游洪水与长江中下游洪水的遭遇规律。研究结果可为金沙江中游梯级水库防洪调度方式的建立提供技术支撑,有利于充分发挥水库群的防洪效益。     

大渡河毛头码水文站水文资料一致性分析

一些大型水电工程的建设和运行,使流域径流时空分布特征产生了一定变化,尤其对下游水文站的实测径流、洪水资料系列的一致性有一定影响。应用此类水文资料时,需将受影响水文资料还原至天然状况。以大渡河中游毛头码水文站为例,对该站1987~2014年的实测径流、洪水资料的一致性进行分析,并采用水量平衡方法进行一致性还原计算。计算结果表明,采用水量平衡法还原的毛头码站径流、洪水系列具有一致性,可用于相关工程设计。     

金沙江梯级与三峡水库联合防洪调度研究

金沙江下游溪洛渡、向家坝梯级水库具有对川江沿岸重要城市和配合三峡水库对长江中下游进行防洪的双重防洪功能,如何科学划分金沙江梯级水库有限防洪库容、协调各防洪对象的调度方式,是溪洛渡、向家坝配合三峡防洪调度这一面向多区域防洪问题的关键科学问题。首先在金沙江溪洛渡、向家坝梯级规划设计防洪库容的基础上,按照所在河段防洪目标及配合三峡水库对中下游防洪的次序,探讨了川渝河段及长江中下游重点区域防洪对溪洛渡、向家坝梯级水库防洪库容的预留要求;进而分析了上、下游洪水遭遇类型及相关性,寻求针对不同区域防洪的库容共用空间,确定防洪库容分配方案;最后,分析了上游水库拦蓄方式对三峡入库洪水的影响,提出科学、合理、可行的金沙江溪洛渡、向家坝梯级配合三峡水库联合防洪的调度方式。分析认为,联合调度可有效减轻长江中游的防洪压力,经济效益显著。     

长江上游水库群联合调度下的河流水文情势研究

长江上游水库群的联合调度运行必然会对下游河道径流产生影响。选择北碚、高场、宜昌站作为水库群串、并、混联运行下的控制断面,通过IHA法选择出受水库群联合调度影响的14个水文指标,并采用CRITIC法改进RVA完成串并混联运行模式下的水文指标变化趋势和整体水文变异程度的研究。分析结果表明:①随着水库群联合运行数量的增加,长江干支流河道水文情势改变幅度增大;②水库群联合运行会使汛期流量显著降低,非汛期流量增加,同时会造成年最大(小)流量呈减少(增加)趋势;③水库串联运行模式会使最大流量发生时间延迟;并联运行模式会使汛期流量坦化现象更加显著;混联运行模式对水文情势的改变程度主要受调度方式和气候变化的影响,上游混联模式使宜昌站水文情势为低改变度。     

雅砻江与川江洪水地区组成及遭遇规律分析

为合理运用雅砻江及金沙江中下游梯级水库群防洪库容,减轻防护对象防洪压力,采用雅砻江控制站小得石站、川江河段代表站李庄站、寸滩站1959~2016年实测资料,分析了雅砻江与川江洪水地区组成及遭遇规律。研究结果表明:小得石站、李庄站、寸滩站年最大洪峰一般出现在6~10月,其中7~9月出现几率达到95%;当李庄站、寸滩站发生年最大3,7,15 d洪水时,小得石站相应出现大洪水的概率随历时增加而变大;川江李庄站洪水组成中,小得石站、攀枝花站两站洪量占李庄的比重相当且随洪水历时增长而变大;川江寸滩站洪水组成中,雅砻江小得石站洪水比重接近面积比,金沙江屏山站洪水比重小于面积比。