变化环境下浑河流域近50年来径流变化特征研究

浑河是辽河重要支流,研究其径流变化特征,对做好区域水资源相关工作具有重要的参考意义。基于浑河流域上游大伙房水库站、中游沈阳站和下游邢家窝棚站的1962~2011年逐月实测径流资料,借助累积滤波器法、Mann-Kendall法、小波分析法、集中度和集中期等方法和指标研究了变化环境下浑河流域径流的年际、年内变化特征。结果表明,浑河流域径流存在阶段性特征,其中1962~1984年径流偏枯,1985~2011年径流偏丰;各站年径流变化主周期均为11年,第二周期均为5年,第三周期存在微小差别;径流年内集中度逐渐减小,各月分配的径流量趋于均匀;浑河流域各站年、非汛期径流量分别呈减少、增加变化,总体上,汛期各月径流量呈减少变化,非汛期各月径流多呈增加变化,这些变化有助于发展流域社会经济和保护河流生态系统的健康。     

近50年来沭河流域天然径流演变特征分析

掌握沭河流域天然径流的演变特征是合理开发利用流域水资源的前提,基于沭河流域主要控制站——大官庄站1958~2000年的天然径流资料,采用差积曲线、趋势系数、基尼系数和Mann-Kendall法,并选取逐年累计均值、距平百分比、绝对变幅、绝对变化率等特征指标,分析了天然径流年际变化的丰枯性、阶段性、趋势性和年内分配的不均匀性、年内变化的趋势性。结果表明,大官庄站出现枯水年和丰水年的概率最大,出现平水年的概率最小;径流年际变化经历了3个丰水段、1个平水段和3个枯水段;年、汛期、非汛期及各月径流量均呈减少趋势,仅7月径流量减少趋势显著;20世纪70年代径流年内分配最不均匀,1980年代最均匀;1987年径流年内分配最不均匀,1974年最均匀;基尼系数、绝对变幅、绝对变化率呈减少趋势,但均不显著。     

额尔齐斯河中游鄂木斯克站径流变化特征研究

根据额尔齐斯河中游鄂木斯克水文站77年的逐月实测径流资料,采用径流年际变化、年内各月占年径流百分比、年内不均匀系数、年内分配完全调节系数、集中度及变化幅度等指标,分析了额尔齐斯河中游径流年际变化特征和年内分配规律。结果表明,受上游水利工程的影响,额尔齐斯河中游鄂木斯克站年径流量呈显著下降趋势;径流年内分配不均匀性减小,集中度降低,集中期的长期变化有所提前;非汛期径流量占年径流总量的比例增加,汛期径流量占年径流总量的比例减少,径流量年内分配渐趋均匀。     

近50年太子河南源河流径流年内分配特征及趋势预测

基于太子河南源南甸站1960~2011年逐月径流资料,采用余期望系数、集中度、集中期和绝对变化幅度等指标分析了径流年内分配特征,并采用Mann-Kendall法和R/S分析法预测了年内各月、4季径流及其特征指标变化趋势。结果表明,南甸站径流年内呈单峰型分布,最大、最小月径流分别出现在8月和1月;1~12月及4季径流量均呈减少变化,仅2、4、8月径流量呈不显著减少趋势;未来3月径流量呈增加变化趋势,其余月份及季节径流量将持续减少;目前和未来径流年内分配不均匀程度增加,但集中程度和变化幅度减少。     

呼兰河流域河川径流年内分配变化特征分析

掌握河川径流年内分配变化特征对优化区域水资源利用具有重要意义。基于呼兰河流域兰西站1952~2014年逐月径流资料,分析了流域径流年内各季、各月分配情况,运用不均匀系数Cu、集中度Cd、绝对变化幅度ΔR和相对变化幅度Cm等指标分析了流域径流年内分配特征,并采用累积滤波器法、Mann-Kendall法和R/S分析法分析了径流及其特征指标的历史、未来变化趋势。结果表明,呼兰河流域各季年代、年际径流量相差较大,各季径流量均呈减少变化;径流年内分布呈"单峰型",主要集中在4~10月,该时段平均径流量占到全年的94%以上;未来一段时间内,年、各季、1、5、6、8~12月径流量将表现为减少变化,其余时段呈增加变化;Cu、Cd、ΔR和Cm分别以-0.007/10a、0.004/10a、-0.511×108 m3/10a、-42.727/10a的趋向率变化,现在和未来的年内各月径流差异逐渐减小,径流年内分配趋于集中。流域内农业迅猛发展,尤其是灌溉用水的急剧增加,在一定程度上改变了流域河川径流年内分配特征。研究成果可为呼兰河流域水资源规划管理提供参考。     

浑河干流径流变化及其驱动力分析

根据浑河干流大伙房水库、沈阳和邢家窝棚3个水文控制站1964~2011年的逐月径流资料和逐月降雨资料,运用数理统计、Kendall秩次检验、R/S分析法和M-K突变检验等方法,计算分析了浑河流域径流的年际变化、代际变化、年内分配和径流变化趋势等多种特征,并利用降水—径流双累积曲线法研究了浑河流域降水和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,浑河流域径流的年际变化剧烈,下游的变差系数与极值比大于上游,说明下游更不利于水资源综合利用和管理;浑河干流丰水期历时短,枯水期历时长,大部分年份处于枯水期;浑河干流径流的代际变化不明显,但径流年内分配很不均匀,主要集中在5~10月,约占全年径流量的75%;浑河流域的径流序列呈现出丰枯交替变化,处于不显著递减状态;影响浑河干流径流变化的主要因素是人类活动,其次是降水变化。     

穆棱河流域上游径流年内分配特性

为分析穆棱河流域上游径流年内分配特征,根据穆棱河干流上游主要控制站——梨树镇水文站1962～2009年逐月天然径流资料,在分析该站径流年内分配变化过程及比例的基础上,采用不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期和绝对变化幅度等指标研究了该站径流年内分配特性,以Man-Kendall检验法和R/S分析法探讨了该站各月径流及其年内分配特征分析指标变化趋势。结果表明,径流年内分布呈"单峰型",径流主要集中在4～10月,占全年径流量的94.9%;最大月径流量出现在5～8月,占全年径流量的19.4%～33.7%;21世纪初的春、冬季径流量偏丰,其余各季径流量偏枯;21世纪初的CV、Cr、Cd和D基本为各年代最大值,ΔR小于多年均值,径流年内分配最不均匀、最集中;CV、Cr、Cd和D在现在和未来均为不显著增加趋势,径流年内分配将更不均匀、更加集中;加之,全年来水减少、汛期来水增加,不利于区域水资源开发利用。可通过地表水、地下水和再生水优化配置,保障流域经济社会良性发展。研究成果对合理开发和利用区域水资源具有一定指导意义。     

基于SWAT模型的浑河流域径流模拟

将ArcGIS与SWAT分布式水文模型相结合,构建了浑河流域分布式水文模型,模拟分析了浑河流域的径流过程,并以北口前站及沈阳站为例,对模拟值与实测值进行了比较和评价.结果表明,SWAT模型模拟效果较好,在整个浑河流域内具有良好的适用性.     

王快水库与西大洋水库连通条件下入库径流演变及影响因素分析

研究王快水库与西大洋水库两库连通状态下的入库径流变化规律与丰枯遭遇,对于保障雄安新区用水安全有重要意义。基于1971~2015年共45年的径流和降水的月数据系列,利用滑动平均法、有序聚类法、不均匀系数、集中度、集中期和频率分析法等,研究了王快与西大洋水库入库径流的年际年内变化,并分析了两库的丰枯遭遇状况。结果表明,王快水库与西大洋水库年际入库径流总体呈减少趋势,随时间变化表现出丰枯交替现象,45年间均出现两次突变,突变时间为1979、1996年;入库径流年内分配不均匀性、集中程度均呈下降趋势,随着时间推移入库径流年内分配趋于均匀,两库入库径流的变化规律在年际、年内一致。不论是全年还是年内各月,王快水库与西大洋水库丰枯同步频率大于丰枯异步频率,丰枯同步性高,丰枯补偿特征不明显。入库径流的变化受降水及人类活动的综合作用影响。研究成果可为径流调控提供参考。     

中国主要江河年径流变化特性分析

基于中国主要江河历年年径流资料,采用随机分析法探讨了中国主要江河年径流的年内分配特点、年际变化特征、趋势性、突变性和周期性。结果表明,中国主要江河年径流的年内不均匀性总体均较大,其中海河流域、淮河流域、松花江流域和辽河流域不均匀性更大。与1980年前相比,1980年后除淮河流域和松花江流域年径流年内不均匀性稍有增加外,其他江河年径流的年内不均匀性有降低趋势;中国主要江河年径流南多北少,北方河流年径流的年际变化幅度和剧烈程度大于南方河流。与1980年前相比,1980年后除王家坝站和哈尔滨站年径流量略微增加外,中国主要江河年径流量有不同程度的减少,水量较贫乏的黄河中下游和海河流域近60年来出现连旱、连丰的频次远高于其他流域;受气候变化和人类活动的影响,中国主要江河各站除石角站、王家坝站和哈尔滨站年径流有不显著的增加趋势外,其余各站年径流均出现下降趋势,尤其是海河流域、辽河流域和黄河中下游地区下降最为显著;长江流域和珠江流域年径流突变点主要集中于20世纪50~70年代和21世纪初期,松花江流域在20世纪20、60、90年代年径流存在突变,黄河流域、海河流域、淮河流域和辽河流域年径流突变点主要集中于20世纪50~80年代间;中国主要江河年径流序列存在长度不等的周期成分,主要周期一般在20年以下,以3~7、8~10、12~20年周期为主。     

澧水中上游径流变化规律研究

基于澧水中上游三个控制水文站多年实测径流资料,从年内分配和年际变化两方面分析了澧水中上游径流变化特征.结果表明:澧水中上游径流年内分配较集中,各年代径流年内分配不均性变化平稳;年径流总体呈下降趋势,其中4、11、12月径流下降趋势明显,而2月径流呈明显上升趋势;年径流存在多个时间尺度的周期性变化,其中以4、7、20 a尺度的周期性变化为主.     

蚁蚂吐河流域降雨径流关系变化分析

分析流域降雨径流关系对于区域水资源规划管理有重要意义。以蚁蚂吐河流域为例,采用统计学方法,分析1956～2018年下河南水文站降雨-径流关系变化趋势,结果表明蚁蚂吐河流域降雨年际变化不明显,呈缓慢减少趋势,但径流深呈显著下降趋势且变化幅度大幅减小。通过M-K检验、双累积曲线法分析,降雨径流关系发生突变的年份为1998年,1998年以后径流系数显著减小。选择1998年前后典型年进行分析,月径流变化幅度减小,汛期产流量明显减小。初步分析是由于汛期降雨量减少,流域内植被覆盖度大幅提高、水土保持工程大量增加,造成蚁蚂吐河流域下垫面条件改变,共同影响降雨径流关系。     

长江大通站径流量变化特征分析

综合采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析及径流年内分配量化研究方法分析了长江大通站1946～2009年径流的变化趋势、突变、周期和年内分配特征.结果发现大通站年均、洪、枯季流量无明显变化趋势,但月均流量有明显变化趋势;年均流量无显著突变,但洪、枯季、月均流量均存在显著突变;流量序列存在10年以上的年代周期与10年以内的年际周期;径流年内分配在20世纪60、70、90年代相对集中,在21世纪初则相对均匀,年内径流主要集中于7、8月,年内变幅在20 世纪60年代较大,在21纪初较小.分析了大通站径流变化原因,以期为流域水资源的合理开发利用提供科学依据.     

港口湾水库对下游河道生态径流的影响

基于水阳江中上游沙埠、港口湾、宣城三个水文站1974~2009年的日平均流量资料,采用逐月最小生态径流计算法、新逐月频率计算法和Tennant法分别计算和评价了三个水文站的最小生态径流和适宜生态径流,并对比分析了港口湾水库修建前后三个水文站径流过程的变化。结果表明,港口湾水库修建后,下游径流量呈秋冬增加、春夏减少、年内分配更均匀的趋势,部分月份月平均流量小于适宜生态径流值,研究成果可为港口湾水库生态调度措施的制定提供依据。     

青弋江干流径流变化规律分析

为了解青弋江干流径流变化规律,以青弋江流域主要控制站西河镇水文站1970~2010年的径流时间序列为基础资料,采用M-K趋势检验法和小波分析法分析西河镇水文站年际径流变化趋势和变化周期,选用年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度、变率指数等指标分析了径流年内分配特征。结果表明,西河镇水文站年际变化趋势较为平稳,15年周期尺度下的径流丰枯交替较为明显,年内分配各特征指标呈减小趋势,年内径流过程趋于均匀。所得结果可为青弋江流域防洪和水资源合理规划、开发利用提供一定的参考依据。     

秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应

为探索秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应,选择月河流域和灞河流域为典型流域,根据两流域干流站1960~2010年逐月径流资料,用距平累积法、非参数Mann-Kendall法和R/S分析法等方法对年代际、月尺度径流特征进行对比分析,并考虑年内降水变化,建立降水径流关系模型,定量分析降水变化和人类活动对径流的贡献率。结果表明,两流域径流具有较高的相关性,趋势变化规律大体一致,径流系数基本相同;径流年际变化中径流深接近,均呈震荡下降趋势,且灞河流域下降趋势更明显;年代际变化均呈W型,突变点均在1985~1987年之间,灞河流域通过显著性检验;灞河流域径流年内分配比月河流域更平均,灞河流域年内径流呈双峰型,月河流域径流年内变化呈单峰型;随着时间尺度的降低,两流域径流相关性降低。     

汾河流域降水量时空分布变化对汛期的影响

合理地确定汛期是进行水库洪水调度的前提,对于流域、水库防洪及水资源的合理应用等具有重大意义。基于1957~2014年汾河流域13个气象站降水量资料,采用Mann-Kendall检验方法、Cramer法、Yamamoto法及Pettitt法检测突变点,以此突变点为分界线,采用扫描式滑动t值法研究突变年前后汛期的起止时间,采用PCA-Fisher最优分割法研究气候突变年前后汾河流域汛期分期的变化。结果表明,汾河流域降水量突变发生在1982年,汾河流域降水量突变年后多年平均降水量明显减少。在汾河流域降水量减少的同时,流域内降水量的年际分配越不均匀,突变年后各年内汛期起止时间波动幅度上升,从而导致流域内汛期提前并延长。     

黑龙江中上游径流特征分析

以黑龙江中上游为例,基于洛古河、上马厂和卡伦山3个水文站及结雅河口2006～2008年逐月流量资料,分析了年径流和径流年内分配情况,并采用年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度指标定量分析了径流年内分配特征及径流特征影响,获得了径流年内分配变化规律,结雅水库对黑龙江中游的径流影响很大。     

乌江上游洪家渡站径流变化规律分析

为揭示乌江流域径流演变规律,采用非功率谱分析法分析了径流时间序列的周期性变化规律,应用Mann-Kendall非参数检验法分析了径流序列的趋势特性,并分析了径流年内分配不均匀系数、集中度、集中期及变化幅度等特性.研究结果可为流域水资源开发利用和科学管理提供重要依据.     

雅砻江流域径流演变特征及成因

利用M-K检验、滑动t检验等方法系统地分析了雅砻江流域两河口、锦屏、官地和二滩4个水文站点径流情况,研究其年内分配、年际变化、趋势特征、突变点等径流过程变化特征,并探讨其成因。结果表明,雅砻江流域年内径流量主要集中在6～10月,约占年径流总量的75.46%;各站点年径流量整体呈下降趋势,从月径流量变化趋势来看,4站均在5、9月呈不显著上升趋势;雅砻江流域径流突变点为1987年,与流域内实际的水利工程建设时间基本一致,两种突变检验方法相结合提高了突变点识别的准确率。气象因素是1953～2011年径流变化的主要驱动因素,但大量水电站的开工与建成导致雅砻江流域径流在1987年发生变化。