中国地区近40年降水结构时空变化特征研究

基于中科院青藏高原所提供的CMFD资料,研究者对中国地区近40年来的降水结构时空变化特征进行了分析。结果表明,1979年～2018年间我国年均降水量呈现出较为明显的增长趋势,且未来几年持续增加的可能性极大;近40年来我国汛期降水量占全年降水总量的比例大体稳定,但有微弱下降趋势;华东、华中和华南等地区近5年来降水量增加显著;西南、西北及东北等地区降水年内分配不均匀性下降明显;华东和华南等地区发生极端降水事件的频率及强度均有所增加。     

澄碧河流域径流年内分配变化规律分析

基于澄碧河流域坝首和平塘水文站1963-2014年逐日实测径流资料,计算其径流年内分配的不均匀系数、完全调节系数和集中度等八个特征指标,分析了近52a来该流域径流年内分配的均匀度,在此基础上,采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验法和R/S分析法研究了澄碧河流域径流年内分配特征指数的变化趋势。结果表明:近52a来澄碧河流域径流年内分配不均匀性较强,变化幅度较大;径流年内分配的的洛伦兹不对称系数呈现增加趋势,其余特征指标均呈现减少趋势;年内集中期主要在7月,流域径流年内分布不均匀的主要原因是个别月份径流量较大;八个特征指数的Hurst值均大于0.5,故可预测澄碧河流域径流年内分配的特征指数序列呈现正持续性,与过去整体变化趋势保持一致;随着时间推移,澄碧河流域径流年内分配不均匀性越来越低,逐渐由不均匀向相对均匀转变。     

基于汛期分期的洪峰流量特征研究

分期洪水特征研究能进一步了解洪水季节性变化规律。基于龙滩水库1960年~2012年各分期洪峰流量资料,利用滑动平均法、累计距平法、Mann-Kendall检验法和小波分析,对各分期洪水趋势性、突变性和周期性特征的研究显示,前汛期和主汛期洪峰流量分别以平均每年3.31 m~3/s和5.27 m~3/s的速率缓慢上升,后汛期以平均每年30.02 m~3/s的速率下降;前汛期和后汛期洪峰流量突变次数均为4次,多于主汛期的突变次数(2次);前汛期洪峰流量以24 a为变化主周期,主汛期洪峰流量以15 a为变化主周期,后汛期以18 a为变化主周期。     

不同基流分割方法在澄碧河的适用性探讨

根据澄碧河流域平塘站1963-2017年日径流资料,采用最小滑动法、时间步长法和数字滤波法3类方法进行基流分割研究。结果表明:(1)基流总量方面,数字滤波法对基流分割的结果优于最小滑动法和时间步长法,其中,Boughton-Chapman滤波法分割的效果最好,Nash-Sutcliffe效率系数为0.930,平均相对误差为2.406%;(2)统计特征方面,3类方法对不同水平年均有一定辨识能力,且年代际变化基本一致,呈波动趋势,时间步长法偏差程度最小,最小滑动法和数字滤波法偏差程度大,整体比较平稳;(3)基流过程线方面,3类方法在汛期的表现差异较大,非汛期比较接近,数字滤波法分割出的结果较平滑缓慢,而最小滑动法和时间步长法分割出的结果拐点较多,数字滤波法中的Boughton-Chapman滤波法比较符合基流迟滞特征。综上,Boughton-Chapman滤波法在澄碧河基流分割中较为适宜。     

水文情势变化对岩溶区流域河流生态的影响

采用IHA/RVA法和EFC指标分别分析澄碧河坝首站和平塘站的水文情势改变程度,并利用滑动平均法分析特殊水文指标的趋势。研究表明,澄碧河水文情势改变了河流生态,其中澄碧河坝首站、平塘站的水文综合改变度分别为46.04%、66.91%,均属中度改变;EFC的组成较变异前更为丰富;变异后,澄碧河坝首站、平塘站的1日最小流量分别以平均每年0.07m3/s的速率缓慢上升和平均每年0.01m3/s的速率缓慢下降。受水文情势和岩溶区的影响,上游平塘站对河流生态产生不利影响,下游坝首站更利于澄碧河枯水期河流生态的发展。研究结果为未来澄碧河实施生态监管提供了依据,建议加强监测和分析岩溶区流域水文气象要素,以保证河流生态健康安全。     

岩溶区流域降雨径流趋势变异分析

为了识别变化环境下岩溶区流域水文序列趋势发生的变异及变异程度并预估未来变化趋势,采用趋势分析法和变异分析法分析了澄碧河水库流域降雨径流序列在3个时间尺度下的趋势性及变异性,并结合相关函数法预估其变化趋势。实例研究表明,流域内降雨序列在不同时间尺度下总体上均呈持续下降趋势(倾向率为-13.6~-32.2mm/10a),相应发生了不同程度的变异(h=0.512~0.956),其中百炼站发生了巨变异,变异强度大致以全年—雨季—枯季尺度递减;年径流与雨季径流呈同步微弱下降趋势,而枯季径流则呈微弱上升趋势,但均处于弱变异(h=0.675)状态;未来一定时期内,水库流域3个时间尺度下降雨序列呈显著下降趋势,而径流则呈微弱减少趋势。     

水文变异对水库汛期分期及汛限水位确定的影响

为科学探讨水文变异对水库汛期分期及汛限水位的影响,基于广西澄碧河水库53年径流数据,采用Mann-kendall、滑动T和Morlet小波等分析水文变异情况并确定突变年,应用集对分析法分别对变异前后的水库汛期进行分期,并结合调洪演算推求和比较水文变异前后的汛限水位。结果表明:径流序列呈现下降趋势,并存在19年的主周期,突变年为1990年。水文变异对水库汛期分期结果有一定影响,主要表现为缩短了前过渡期历时,延长主汛期历时。前汛期汛限水位可调控范围变异前为185~187 m,变异后为185~187.97 m,水文变异使前汛期汛限水位调控上限增加0.97 m,而后汛期变异前为185~188 m,变异后为185~187 m,水文变异使后汛期汛限水位调控上限减少1 m,可见水文变异主要影响着前后汛期汛限水位调控的上限,主汛期无明显变化。     

集对分析在岩溶区流域水资源预测中的应用

根据中国西南典型岩溶区澄碧河流域内平塘站1963年～2007年的水文气象资料,利用集对分析方法(SPA)的相似预测模型,分析和预测该流域水资源情况,评价集对分析方法在岩溶区流域的适用性.结果表明,1993年?2007年径流预测的NSE为0.687,RSR为0.559,整体达到"良"等级,平均误差11.4％,预测精度符合...     

水库前汛期水文特征分析研究

根据龙滩水库1960年～2012年的流量资料,利用滑动平均法、小波分析和Mann-Kendall检验法对4月、5月和年平均流量的特征进行分析研究。研究显示,4月、5月平均流量分别以平均每年4. 45、2. 14 m~3/s的速率增长,年平均流量以平均每年5. 48 m~3/s的速率减少; 4月、5月和年平均流量均呈现明显的周期波动,且4月平均流量的第1变化主周期为5 a,5月和年平均流量为27 a; 4月和年平均流量的突变点均为1个,5月平均流量有2个突变点;前汛期(4月和5月)平均流量与年平均流量变异前后在均值、CS和Cv等特征上都存在一定的相似和差异。前汛期平均流量变化比年平均流量的变化更明显。     

澄碧河流域极端降水变化分析

根据广西岩溶区澄碧河流域1963～2014年逐日降水资料,结合百分位计算法定义极端降水阈值,在此基础上,采用线性趋势、Mann-Kendall、Morlet小波分析及Pearson相关系数等方法分析了极端降水指数演变规律及其与年径流的关系。结果表明,极端降水量、极端降水日数和极端降水比率呈上升趋势,10年上升率分别为2.3mm、0.034d、0.7%,极端降水强度呈下降趋势,下降率为-0.02mm/(d·10a),经Mann-Kendall趋势检验,上升和下降趋势均不显著;经过多种突变检验法综合诊断,极端降水量和极端降水强度的突变年份为2009年,极端降水日数和极端降水比率的突变年份为1976年;各极端降水指数周期演变特征基本一致,第一、二主周期分别为28、15年,且丰枯交替明显;极端降水量与年径流的相关性最强,极端降水强度与年径流的相关性最弱。