汉江上游降水与径流变化趋势研究

采用Mann-Kendall法和线性回归分析方法对汉江上游降水及丹江口水库天然入库径流变化趋势进行了分析,结果均表明汉江上游降水和丹江口水库天然入库径流在1991年发生突变,1991年后汉江水量由丰变枯;但年降水与径流的长期变化趋势均不显著,即汉江流域20世纪90年代持续枯水事件只是其径流丰枯交替的一个枯水期。依据预测的2030水平年汉江上游地区耗水量,分析了丹江口水库入库径流,结果表明,丹江口水库2030水平年入库径流为356.3亿m³ ,仍有向外供水的能力。     

汉江上游汉中段近50年实测径流变化趋势及特征分析

河流生态环境作为生态文明建设的重要组成部分,研究河流实测径流量的变化趋势及特征具有重要意义。选取汉江上游汉中段武侯镇站、汉中站、洋县站典型水文站,采用Mann-Kendall统计检验和小波函数分析汉江上游汉中段长系列实测年径流量的变化特征。结果表明,20世纪90年代以来,汉江上游汉中段实测径流量总体呈减少趋势;上下游站实测年径流量的变化趋势相似,下游站较上游站的减少趋势明显;3个水文站近50年年平均实测径流序列突变发生在1991年,且呈现出约7 a的变化周期。     

汉江上游径流演变趋势及影响因素分析

为了研究汉江上游径流演变趋势并对影响因素进行分析,根据1950～2007年汉江上游安康水文站的实测径流资料,对汉江上游径流在年际、年代、汛期（5～10月）的演变进行了分析。用径流量的累积曲线对径流变化趋势及突变进行了研究,并使用非参数Mann-Kendall法(M-K法)来检验径流的趋势变化。趋势分析表明,20世纪90年代以前,汉江上游径流呈现增加的趋势,但到了1990年后径流量锐减,进入21世纪后径流量也在减少,但减少趋势有所缓解。重点分析了1990年后汉江上游径流量锐减的主要原因,结果表明,径流减少主要原因为降水量的减少、气温的增高、下垫面的变化、社会经济耗水的增加和水资源开发利用等方面。     

气候变化对汉江上游径流特征影响预估

为了预测水文站逐月径流,对该流域水资源变化进行评估,运用小波神经网络建立汉江上游流域气象因子与径流过程模拟预测模型,并依据未来气候变化增量情景,对石泉水文站以上流域径流变化响应过程进行不同时间尺度分析。由已知汉江上游流域的月降水量和月平均温度,经小波神经网络自动“学习”训练获得石泉水文站精度较高的逐月径流数据。模拟计算结果表明:在不同未来气候变化设定情景下,该区域径流变化过程较为明显,年平均径流量最大变化范围为-34.7% ~ 21.4%。在降雨量不变、气温升高的情况下,年平均径流的响应变化范围为-5.1% ~ -13.3%。温度升高引起冬季径流增加较为明显,春季及秋季径流则存在减小趋势,秋季明显减少,而降雨量变化对夏季径流的影响最显著。     

汉江上游径流非一致性演变特征及频率分析

受全球气候变化及大规模人类活动的影响,导致流域径流产生变化,水文序列发生变异。基于汉江上游武侯镇、洋县、安康3个水文站点逐日径流数据,采用Mann-Kendall及Lee-Heghinan法进行非一致性检验,并将变异的水文序列进行基于趋势分析的非一致性水文序列修正计算,根据Pearson-Ⅲ频率分布曲线确定修正前后不同保证率设计值,以期为水利工程规划设计与管理提供参考。结果表明:3站年径流呈递减趋势,递减率自上游向下游递增,均有变异发生,且下游变异时间略滞后于上游,区间汇水是控制下游水量及突变的主要因素;武侯镇年最大日径流微弱增加,洋县与安康递减;经一致性修正,对应近期气候与下垫面条件下100年一遇洪水设计值较历史值变化显著。     

汉江上游径流情势变化及归因分析

基于 Budyko 框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系,拓展 Budyko 方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列,开展径流情势变化及归因研究。结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小;多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于 0.90,能够较好预估径流变化情势指标,并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系;基于 Budyko 假设的互补关系法性能优于全微分法,气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 35.89%?(64.11%)、34.58%?(65.42%) 和 71.12%(28.88%),对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 34.82%(65.18%)、26.29?%(73.71%) 和 35.11%(64.89%)。     

汉江流域径流时空变化趋势分析

汉江流域是南水北调中线工程的水源地,应用Mann-Kendall非线性检验方法,分析了汉江流域干流和各子流域1951-2003年春、夏、秋、冬径流的长期变化趋势.分析发现1991年是汉江流域年径流量趋势变化的突变点,从20世纪80年代的丰水期进入90年代的枯水期;在显著性水平a=0.05上,春季和冬季汉江流域许多子流域径流量长期变化趋势呈下降趋势.分析结果将为南水北调中线工程水资源配置决策提供科学依据.     

黄河上游径流泥沙特性及变化趋势分析

利用1952～1968年、1978-2002年实测水文资料，从河流学和河床演变学出发，考虑防洪、防凌和水资源的开发利用，分析了黄河上游干流主要站近期洪水、径流、输沙特性、时空分布规律和变化特点，揭示了黄河上游径流泥沙年际年内及地域空间上的变化规律，探讨了流域综合治理对水沙特性的影响，建议注重设防“小流量、高水位”的大洪水。     

汉江上游水资源时空演变及成因分析

采用1930年-2008年长系列资料,对汉江上游水资源时空演变情况进行了系统分析。对丹江口水库天然入库径流的丰枯变化规律进行了分析,并从降雨及土地利用变化引起降雨径流关系变化的角度分析了丹江口天然入库径流变化的原因。通过对比丹江口水库天然与实测入库径流,分析了汉江上游耗水变化情况。根据人类活动及气候条件,将资料划分为1990年以前、1990年-1999年、2000年以后三个时段,对比分析了径流平均年内分配的变化,从降雨、人类活动影响等方面进行了成因分析。通过研究降雨空间分布变化,分析了汉江上游水资源的空间变化情况。     

汉江上游生态环境需水量研究

对汉江上游的生态环境需水量进行了初步探讨。根 据汉江流域的特点和实际条件,初步确定选用Tennant法、Q90法和湿周法3种方法计算生态 环境需水量,并通过比较综合确定最终的生态环境需水量。      

引江济汉工程施工风险控制与管理

根据南水北调中线一期引江济汉工程荆州段施工风险控制与管理的现状,对施工风险的类型与辨识、施工风险分析与等级判定的准则、施工风险控制与管理的主要措施作了较为详细的分析。并对施工现场可能出现的风险项目进行评价,结果表明,该工程风险等级主要为中等或轻微水平,但必须引起高度重视。     

南水北调中线工程不同调水方案下的汉江水华发生概率计算模型

为了评估南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响,在汉江水华发生成因机理分析结果的基础上,对汉江水华发生的概率进行了定性分析;提出汉江水华发生概率的计算模型,并对汉江水华发生的概率进行了定量计算。该模型由水体富营养化模型、河流一维水动力学模型以及随机数生成模型组成,它不仅可以模拟汉江水华发生的机理,而且可以对诱发水华的各种因子进行随机抽样组合,从而求出各方案实施后汉江水华的发生概率。计算结果表明南水北调中线工程调水方案实施后将增加汉江水华发生的概率,而引江济汉工程的兴建将大大减少汉江水华发生的概率。汉江自身的水污染治理是减少水华发生概率的最根本措施。丹江口水库和引江济汉工程的联合调度将减小汉江水华发生的概率。     

引江济汉工程中膨胀土的危害及防治措施

引江济汉工程膨胀土区段出现了渠道边坡失稳,边坡承载力降低,混凝土渠道衬砌变形、开裂等技术问题。本文在说明现场地质条件、阐述膨胀土工程危害的基础上,总结论述了当前膨胀土区段的工程施工治理措施。针对膨胀土在水下及地下水位变动区易发生渗透变形而影响基础稳定的特点,提出了采用柔性沥青混凝土边坡的设想,以提高渠坡的稳定性。     

引江济汉工程膨胀土层状分布特征及微观机制分析

南水北调中线引江济汉工程渠坡膨胀土在空间分布上呈现特有的"分层分带"特征,且不同层位土体膨胀潜势存在显著差异,造成渠道断面膨胀势的分级判定存在诸多不确定性。在渠道工程开挖之后,根据开挖断面渠坡膨胀土在垂向上不同的宏观地质特征,通过对膨胀土分级指标大量的室内测试及统计分析,以综合分类判定不同层位土体的膨胀等级。在此基础上,开展了一系列微观物化性质研究,以揭示研究区不同层位膨胀土的膨胀潜势差异的内在机理,并为本工程膨胀土进行综合分类提供科学依据和理论指导。     

基于分形理论的汉江中下游流域径流特性分析

为了从整体上全面、科学地描述汉江中下游流域径流特性,根据中下游主要干、支流水文站的年、月径流数据,通过 ArcGIS 工作平台计算分析了各站年、 月径流分维数,并基于分形理论研究了径流过程线的形态特征。结果表明：月径流过程线可看作是一种分形,其变化的复杂程度可用分维数表征,径流调节能力较强的大流域分维数小于小流域。由于水库调蓄作用,丹江口水库建成后分维数小于建库前。相距较近的流域所处 气候、下垫面条件相同,其分维一致性较好。     

深井降水技术在引江济汉工程中的应用

本文从基坑深井降水设计、基坑降水施工过程、井点的运行维护及拆除这几方面,对深井降水技术在引江济汉工程中的应用进行了细致的分析。从中整理出防洪闸基坑降水工程的施工经验。     

南水北调中线工程对汉江中下游水环境影响分析

汉江是长江最大的支流,汉江中下游地区是汉江流域经济发展的中心。南水北调中线工程以及配套工程的实施,一方面给工程沿线地区带来了发展机遇,另一方面,南水北调中线工程也给汉江中下游带来了负面影响。由于调水影响,汉江中下游的水流量和水环境容量将减小,汉江水质,生态环境将面临新的问题;应该充分全面认识南水北调中线工程对汉江中下游地区的影响,加快四项配套治理工程,即引江济汉、兴隆枢纽、局部航道整治、部分闸站改造工程的建设,以减少调水造成的不利影响。