渭河干流径流年际及年内变化趋势分析

为了分析渭河干流径流量的年际变化趋势及年内分配规律,根据渭河干流林家村、咸阳、华县3个水文站1951—2010年60 a的逐月实测径流资料,采用Mann-Kendall法和R/S方法,对渭河干流径流量的年际变化特征及趋势进行了分析,在此基础上采用有序聚类分析法对其突变点进行检验,并划分径流阶段;运用集中度与集中期等指标对各阶段年内径流量的分配进行了定量分析。结果表明:3个水文站的M-K统计量Z值分别为-5.893、-4.892和-4.254;3个水文站的Hurst指数分别为0.945 6、0.940 2和0.884 5,均大于0.5;林家村站的突变点为1971年和1994年,咸阳站的突变点为1969年和1994年,华县站的突变点为1969年和1991年;60 a来渭河径流量显著减少,并在未来一段时间内保持持续减少态势;径流集中度整体呈增加趋势,年内径流分配不均,径流多集中在5—10月,占年径流量的75%左右;径流集中期从20世纪50年代的8月5日后延到21世纪初的8月15日左右。     

几种河川径流序列突变检验方法的对比

水文序列变异的诊断方法众多,各种方法所得突变结果不尽相同。为避免单种方法检测的不确定性,通过研究比较6种常用突变检验方法,以黄河上游三条代表性河流的河川径流序列变异为案例,对上述方法的基本原理、假设条件和成果合理性进行实证性对比研究,基于此提出突变检验的建议方案。曲线直观类方法适于突变时间范围的勾勒,变异年份须借助统计方法检验;参数统计法与非参数秩检验法各有优点,为避免同类方法的重复,建议各选其一用于突变检测和成果对比;宜严格控制显著性水平检验,当两个或两个以上的检测结果较一致才能议为可信的突变结果。实证研究表明,黄河上游黑河和白河径流序列(1985—2015年)的突变均发生在1993年,洮河径流序列(1956—2015年)的突变年份发生在1991年。研究属多种方法应用于水文序列突变检验的有效范例,可为突变检验相关理论体系的完善和方法的创新提供参考。     

渭河流域径流序列趋势及突变分析

采用Mann-Kendall和中值检验法对渭河流域华县站1956－2000年径流序列进行了趋势和突变分析;同时,对影响渭河流域径流量变化的因素进行了分析。结果表明：Mann－Kendall统计量Zc值为－3．51（Z0.01=1．96）,检验达到极显著水平,中值检验β=-1．21〈0,表明渭河径流量具有下降趋势;在α=0．01的置信水平下,渭河流域径流量在1992年发生了突变;渭河流域径流量的变化主要是降水和人类活动共同作用的结果。     

黄河近百年径流演变特征分析

为探究黄河流域径流演变特征,对花园口水文站1919—2016近百年的天然径流资料进行分析,采用有序聚类分析法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t平均法分析了花园口水文站径流时间序列的突变性,利用线性趋势回归检验法、Mann-Kendall趋势检验法、Spearmann秩次相关检验法分析了突变点前后径流时间序列的趋势性。结果表明:1933—1934年、1989—1990年径流突变较为明显,前者突变主要是自然因素(气温、降水)大尺度的变化引起,后者主要是人为因素(用水增加、下垫面改变)流域尺度的变化引起;1919—1933年的趋势显著,通过0.10的显著性检验,表现为下降趋势;1934—1989年、1990—2016年的趋势较为平稳。     

ESMD在关中西部径流周期、突变分析中的应用

研究河川径流的演变规律,可为水利工程的调度运行提供科学依据,对区域防洪抗旱具有重要意义。文章利用极点对称模态分解法(ESMD),结合小波变换及T检验对关中西部的渭河、千河、漆水河、石头河年径流的周期、突变特征进行了分析,并与已有研究成果进行了对比分析。结果表明：渭河、千河、漆水河、石头河年径流分别存在19.8、14、22.7、23.3a的大周期,漆水河存在11.3a的小周期,其他3条河流均存在7～8a的小周期;渭河在1986年出现突变,另外3条河流在1990—1991年出现突变;ESMD可用于关中西部非线性非平稳年径流的周期、突变分析。分析结果可为研究区4个水库的兴利调度提供依据。     

变化环境对潮河下游径流一致性的影响

水文分析要求径流资料的时间序列一致性,但变化的环境破坏了径流序列的稳定一致性变化规律。在气候变化和频繁的人类活动的影响下(水利工程建设、植被覆盖改变和城市化建设等),流域的下垫面条件和产流物理机制发生了明显变化,导致径流序列出现变异情况,不能满足频率计算分析水文时间序列一致性的要求和同分布的假定。应用Mann-Kendall非参数秩次检验法、Pettitt检验法、方差分析法对潮河流域下游下会站1976年-2012年的年、月径流和降水时间序列的趋势成分、突变成分、周期成分和随机成分分别进行了检验和识别,并通过对比分析降雨和径流时间序列的成分,推断出气候变化和人类活动对潮河流域下游降水和径流演变过程的影响。     

渭河上游径流变化特征及归因研究

分析渭河上游降水量、径流量的变化趋势和径流量的突变点,定量计算气候变化和人类活动对径流量变化的贡献,揭示渭河上游径流变化原因,为渭河流域水资源管理及开发利用提供依据。基于1961-2015年降水和径流数据,采用线性回归、Mann-Kendall检验和双累积曲线等方法分析渭河上游降水和径流演变规律。结果表明:渭河上游降水及径流的年际变化趋势均呈下降趋势,径流突变点为1970、1987、1990和1993年,根据突变点确定渭河上游径流基准期为1961-1969年;通过双累积曲线法的定量分析结果表明:人类活动是渭河上游径流减少的主要影响因素。总体上,近年来人类活动对径流的影响呈现增加趋势,2010-2015年间人类活动对径流影响的贡献率高达98. 32%。气候变化对径流变化有一定影响,尤其是,1990-1999年间气候变化对径流量影响占到22.52%。统计资料表明:在这段时间内,渭河流域发生多次极端干旱事件,导致渭河上游降水量骤减,使得气候变化对渭河上游径流变化的贡献增加。     

城市化对供水河流水文序列的影响分析

以西安地区降水序列为参照，利用累积滤波器和Kendall秩次相关检验法检验了西安主要供水河流黑河、沣河、灞河年径流序列的趋势性，并利用有序聚类分析法推估了城市用水和郊区农业、城镇用水对各序列的显著影响干扰年份。结果表明：城市化对西安主要河流年径流序列的影响强度由大到小依次是灞河、黑河、沣河；1965年以前，城市河流山口以上年径流序列影响相对较大，1971—1980年，城市河流山口以下年径流序列影响较大；突变性分析表明，灞河山口以上年径流序列干扰年份出现在1948年，灞河入渭河年径流序列干扰点年份出现在1981年，黑河出现在1979年。黑河、灞河出山年径流序列与入渭河年径流序列突变点的移动表明，就城市化对河流年径流序列的影响程度而言，山口以上河段小于山口以下至入渭河段。     

基于Budyko假设的黄河下游非一致性径流模拟

径流变化直接影响着流域水资源合理开发与利用,径流量的统计与模拟至关重要。为分析非一致性水文条件下径流模拟的不确定性问题,以黄河下游地区为研究对象,采用灰色关联法确定黄河下游径流的主要影响因素,采用滑动样本熵法对水文序列进行突变检验,同时采用在Budyko假设基础上构造出的Zhang模型进行径流模拟。结果表明:降水和气温是径流产生的主要因素(γ 0. 5);黄河下游的降水、气温水文气象时间序列在1990年前后发生了较大的变化,破坏了水文序列的一致性;改进后的Budyko模型模拟精度更高(NSE 0. 9),表明Zhang模型可用在黄河下游非一致性水文气象序列的径流模拟中。     

塔里木河流域径流变化趋势分析及预测

结合塔里木河流域三源流各水文站及干流阿拉尔52年(1957-2008年)的径流实测资料,运用时间序列周期方差分析外推、非参数检验和R/S分析等方法探讨了径流量的周期、跃变及未来的变化趋势。结果表明:阿克苏河两水系径流趋势增加显著并在未来的一段时间内将长期持续,其突变点皆在1993年;和田河同古孜洛克与乌鲁瓦提存在相反的径流趋势且突变不显著;叶尔羌河表现为微递增趋势并在1993年发生显著性突变,但在未来的一段时间这趋势将转变为减少;源、干流在突变、径流趋势、径流量等皆存在较大差异,这表明人类活动强烈干扰了干流的水文过程。     

秦岭北麓降水径流变化关系分析

针对20世纪90年代陕西渭河流域实测径流的大幅度减少情况,选用人类活动对下垫面影响极小的渭河南岸秦岭北麓山区作为研究区域,旨在仅从降水角度,分析降水、径流、径流系数的变化,研究渭河水量减少原因。这对探求渭河流域生态环境的综合治理,合理利用水资源有着非常重要的意义。     

渭河陕西段水环境污染历时分析研究

为了解渭河陕西段主要污染因子的污染历时现状,对渭河陕西段的年径流量与水质污染程度的关系以及在不同水期水环境的质量进行了分析,利用1990~2000年系列水质监测料,采用频率曲线法分析研究了渭河陕西段水质的动态变化规律。结果表明,渭河水进入陕西段后不仅在空间上被严重污染,而且水中主要污染因子持续的时间长。     

河北4座水库降雨径流一致性分析

降雨径流关系是否发生变化,即不同时期降雨径流关系有无显著差异是水文演算中迫切需要解决的问题.以河北省海河流域四座水库的降雨径流系列为基础,通过降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验、回归方程的差异分析等,对四座水库的1980-2008年入库径流水文系列一致性进行研究.结果表明:AGZ水库、GN水库、HBZ水库1980-2008年的入库径流资料具有一致性,虽年径流深、年径流系数有差异,但降雨径流关系并无显著差异.而WK水库1980-2008年的入库径流资料则不具有一致性,降雨径流机制发生变化,分析了下垫面变化的影响,并对其天然径流资料进行修正.     

渭河流域径流系数的演变规律研究

以渭河流域1960-2005年的径流系数资料为基础,将渭河流域分为北道以上、北道-林家村、林家村-咸阳、咸阳-临潼(含张家山)、临潼-华县+状头5个区域。分析了这5个区域和渭河流域径流系数的基本统计特征、年际变化,并运用R/S法进行持续性分析,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法计算周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果表明:渭河流域径流系数呈现显著的递减趋势并将继续持续下去,北道以上最显著周期为3年,北道-林家村最显著周期为2.66年,其他区域均无显著周期存在。径流系数突变发生在20世纪60年代末—70年代初、80年代—90年代初。由于人类活动和气候变化的影响,整体渭河流域降雨转化为径流的能力显著减弱并在未来还将继续减弱。     

基于集对分析法的渭河中下游径流变化特征研究

对渭河流域中下游径流的时空变化进行分析,为流域地表径流的深入研究和合理开发利用提供基础数据。利用渭河流域中下游典型水文站的实测数据,采用线性倾向法分析年径流量变化趋势,采用集对法分析径流量的空间变化特性。结果表明:20世纪70年代以来,渭河流域径流量呈现减少趋势,各站年径流量的变化趋势相似;渭河中下游各水文站年径流量空间变化上存在一定的同步性。基于集对原理的水文分析方法简单方便、结果合理,在水文水资源领域的径流空间变化特性分析研究中具有推广和应用价值。     

秦岭北麓典型流域年径流序列的突变分析

运用Mann-Kendall检验法和有序聚类分析法,基于秦岭北麓典型流域1955-2010年的年径流变化特征,旨在揭示该地区年径流序列的突变特性。结果表明:56a来灞河、大峪河、沣河、涝河、黑河年径流量呈下降的趋势,且在1955-1983年的年径流模数变化具有同步性,而1983年之后的同步性较差;除大峪河无突变点外,其余四条流域年际径流序列的突变点在80年代后期。文中五条典型流域的年径流序列突变分析可为水资源配置提供参考。     

渭河源区水文气象要素演变趋势及阶段性分析

研究渭河源区水文气象要素变化特征,并进一步分析各个要素之间的相互关系,为渭河源区水资源的合理开发利用提供科学依据与技术支撑。采用坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关、线性趋势回归检验法对渭河源区水文气象要素变化趋势进行检验,利用M-K检验法找出各要素的突变年份,运用多元线性回归分析法分析不同阶段降雨、蒸发量对径流量的影响程度。结果表明:近30年来渭河源区年降水量与四季降水量均呈不显著减少趋势,年蒸发量与春、夏季蒸发量呈显著增加趋势,年径流量与夏季径流量呈显著减少趋势,冬季径流量呈不显著增加趋势。年降水量和年径流量均在1993年发生显著性突变,年蒸发量在1990年发生显著性突变。分析得出:1981-1993年年径流量变化主要受降水量变化影响,1994-2010年径流量变化主要受蒸发量变化影响。     

利用地理信息系统进行流域径流量计算的方法研究

流域径流模拟通常要涉及流域地形、土壤类型、土地利用等地理参数,对于小流域可以假定其地理参数变化不大,全流域采用均一参数,而对于大流域采用均一参数则不能准确反映流域的地理特性。本文以渭河流域陕西片为计算实例,应用地理信息系统(G IS)分析流域地理参数,计算流域径流量。     

跨流域调水工程对渭河径流的影响

分析了渭河中下游主要控制站20世纪60年代以来的实测径流变化情况,研究了林家村、咸阳、华县断面规划要求下泄水量及非汛期低限环境流量的满足状况,以此为基础,根据调水工程规划建设年限及影响河段,分析了引红济石、引乾济石、引汉济渭调水工程实施对渭河径流及河道生态环境用水的影响。结果表明:这些调水工程实施后,渭河咸阳、临潼、华县断面非汛期分别增加流量10.9、22.9、26.0 m3/s,可保证渭河干流不断流,但咸阳断面非汛期不满足低限环境流量的情况仍有可能发生;渭河中下游河段生态亏缺水量减少3.34亿m3,较工程实施前减少30.9%,渭河河道生态水量不足的局面将得到有效改善。     

西北干旱地区水电站径流资料与电量指标分析

通过对水电站工程所在河流已有径流资料的分析,利用相同计算原则和方法对不同资料年限径流变化下的电站能量指标进行计算。根据计算结果,分析西北干旱地区水电站设计中径流系列的变化对电站能量指标的影响,并由实例分析总结出西北干旱地区水电站设计中能量指标的计算需具体分析河流径流资料后确定长系列资料,关注此影响可使设计成果更贴近实际运行。