汾河上游径流序列突变点及前兆信号检测

针对变化环境下径流序列的突变特征,采用多尺度直线拟合法对汾河上游4个水文站(上静游站、汾河水库站、寨上站和兰村站)年径流量序列进行突变点检测,并基于系统的恢复速率及恢复力、方差及自相关系数的演变规律检测突变前兆信号。结果表明：上静游站、汾河水库站、寨上站和兰村站年径流量序列的突变年份分别为1975年、1966年、1966年和1966年,径流量均呈减少趋势,突变后多年平均径流量较突变前分别减少了22.81%、19.75%、24.68%和31.14%;基于系统的恢复速率和恢复力检测到突变前兆信号分别发生于1973年、1958年、1958年和1958年,基于方差和自相关系数检测到突变前兆信号分别发生于1968年、1960年、1960年和1960年。突变前兆信号均提前于突变年份10 a之内,对突变具有可靠的预警作用。     

引黄泵站工程变速调节的计算机仿真

引黄工程是山西人民的生命工程。为了避免频繁开、停机 和减 少泵站机间弃水造成的能源浪费,主机组采用变速调节方案,利用计算机仿真技术论证其可 行性与合理性。     

黄河上游梯级水电站滚动开发顺序决策分析

梯级水电站滚动开发的影响因素间关系复杂,给开发顺序决策带来很大的困难.对于滚动开发顺序的研究若仅从单准则和单因素进行定量分析,就易得出片面结论.本文针对黄河上游梯级滚动开发的实际问题,从探讨梯级水电站滚动开发顺序影响因素入手,建立可适应多种决策分析的层次结构模型.然后运用多种方法进行分析,运用电力电量平衡方法论证开发方案的适应性,通过综合分析得到了不同电力需求下的梯级水电滚动开发决策顺序或者可接受的编序.     

汾河上游水文干旱与气象干旱的关系

为分析汾河上游水文干旱与气象干旱的关系,基于汾河上游4个气象站1956~2000年月降水量、月平均气温资料建立流域标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),并根据4个水文站同期月径流资料建立各水文站标准化径流指数(SRI);对1、3、6、12个月4个时间尺度的指数进行趋势分析,然后分析各水文站4个时间尺度的SRI与流域SPI、SPEI的相关性,最后采用时移互相关分析、回归分析研究水文干旱对气象干旱的滞后性。结果表明,汾河上游呈干旱化趋势;各站水文干旱与气象干旱间的相关系数随时间尺度的增加而增加,都通过了显著性检验;相同时间尺度下,4个水文站水文干旱与气象干旱相关程度差异较弱;SRI与SPEI的相关程度较SRI与SPI更为紧密;12个月时间尺度下,汾河水库、寨上、兰村SRI表征的水文干旱滞后于以SPEI表征的气象干旱约1个月。     

基于小世界复杂网络的水文诊断模型仿真

为便于准确预测未来水文信息,提出基于复杂性理论的非一致性水文序列突变诊断方法.分析水文突变驱动因子,包括自然变化、气候变化与人类活动等,从概率分布、均值、方差与变异系数多方面表现水文序列突变统计特征.结合复杂性理论,将诊断模型抽象为一个复杂网络,分别计算最短路径、集聚系数与节点介数,构建一个介于规则和随机之间的小世界复...     

密云水库流域降水径流非平稳特征识别及归因

为更准确揭示和认识变化环境下密云水库流域水文过程的非平稳特征,选取该流域1960—2019年降水和径流资料,采用多种时间序列分析方法综合诊断其趋势、突变点和周期等非平稳特征并进行成因分析。结果显示：该流域降水变化主要表现出较明显的随机特性,径流相比降水的下降趋势更显著,且在1979年发生了向下跳跃的强变异;相比气候变异影响,人类活动是密云水库流域径流减少的主导因素;1980—1998年流域水土保持措施与水利工程兴建对径流变化的贡献率为-111.40%,抵消了气候变异11.4%的增水效应;1999—2019年,塘坝建造和用地类型转变对径流变化的贡献率为-66.60%,同时叠加气候变异-33.40%的减水效应,导致近20年来该流域径流呈现显著减少的态势。研究结果可为密云水库安全运行、洪水调度以及流域水资源管理决策提供科学支撑。     

黄河上游月径流序列多尺度特性分析

采用Hilbert-Huang变换(HHT)方法对黄河上游贵德站、小川站和兰州站的天然月径流序列进行分析,分解得到不同尺度下的固有模态函数,然后结合重标度极差(R/S)分析法分析了各阶模态函数及天然月径流量,得到Hurst指数和分维数,并对河川径流序列的波动周期性、分形特征、趋势性进行了分析。结果表明:黄河上游1929—1997年的天然月径流具有1 a以下、1.6 a、2～3 a、5～8 a、15～32 a的波动周期和自相似性及反持续的长程相关性。     

基于 WBM 评价模型的水生态承载力评价

为丰富水生态承载力研究方法,将加权 Bonferroni 算子（weighted?Bonferroni?mean,WBM）应用于水生态承载 力评价研究,构建相应的 WBM 评价模型。通过建立水生态承载力评价指标体系,运用层次分析法和改进熵权法 确定指标权重,再利用 WBM 评价模型进行承载力评价,并将其与广泛应用的 TOPSIS 模型评价结果进行对比,以 太原市为例对方法的可靠性进行验证,进一步采用障碍度模型识别影响水生态承载力的关键障碍因素。结果表 明：太原市 2009—2020 年水生态承载力状态于临界承载上下波动,整体变化趋势不显著,近年来呈良好态势发展; 水资源、水生态子系统承载状态波动较大;通过与 TOPSIS 模型对比,该评价模型评价结果较为一致,表明 WBM 模型适用于水生态承载力综合评价;制约该地区的障碍因素主要集中在水资源子系统。     

基于EEMD的漳泽水库年径流周期分析

运用EEMD方法对漳泽水库水文站1956年~2008年的年径流量进行多时间尺度分解,并运用Hilbert变换对其进行周期分析。结果表明,漳泽水库的年径流序列可以分解为4个IMF分量和一个Res分量,并有效减小了模态混叠的程度;漳泽水库年径流序列可能存在2.42年,3.83年,7.09年,14.59年几个周期,并且可以推测其演化可能与大气低频振荡、厄尔尼诺现象、太阳黑子强弱变化及天体运动规律等有关。EEMD分解和Hilbert变换相结合的方法,在水文水资源系统领域具有广阔的应用前景。     

蚁群聚类在径流影响因素时间序列分析中的应用

灰关联分析表明,黄河上游贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度对贵德站年径流都有较大的影响.为此,提出了一种新的基于蚁群的聚类分析方法,对贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度所组成的多维时间序列进行聚类分析.分析结果显示.此序列具有9～12年和2～3年的周期.根据相似性搜索原理,由此可推测出贵德站年径流序列也具有9～12年和2～3年的周期,从而实现了由影响因素的综合变化规律推求径流变化规律的目的.