三峡水库蓄水后洞庭湖水文情势变化研究

为定量评估三峡水库蓄水后洞庭湖水文情势改变程度,选取洞庭湖出口控制水文站——城陵矶1959~2013年逐日水位数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法检验及滑动T检验法分析了洞庭湖水系水文特征与变化趋势,并应用水文指标变动范围法(IHA-RVA)及水文改变度法综合评价了三峡水库蓄水后城陵矶水文站水文情势改变程度。结果表明,城陵矶站年均水位呈显著增长趋势,突变年份出现在2003年;城陵矶水文站整体水文改变度为56%,达到中度改变,其中基流指数受影响最大。     

尼尔基水库运行对嫩江水文情势的影响

水库运行是导致河流水文情势改变及其生态响应的主要驱动因素,是当前生态水文学研究的热点。基于水文变化指标/变化范围法(IHA/RVA),定量评估了尼尔基水库运行下32个水文指标,基于HYDROTEL水文模型的无水库情景下的径流模拟结果,对比分析了建库后实测径流和模拟径流,揭示了尼尔基水库运行在极端水文事件下对径流影响的贡献量。结果表明,在尼尔基水库调蓄作用下,其下游嫩江水文情势的整体水文改变度达到66%;尼尔基水库在极端枯水年和极端丰水年的背景下对嫩江径流影响的贡献率分别为68.82%、32.18%,水库运行对极端枯水年水文情势的影响强于对极端丰水年水文情势的影响。研究成果可为尼尔基水库运行调度及其下游嫩江生态保护提供依据。     

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用MannKendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960 ～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势 的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈 下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均 最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体 属中度变化。     

港口湾水库对下游河道水文情势的影响

为分析港口湾水库对下游河道水文情势的影响,以港口湾站和宣城站为研究站点、河沥溪站为对照站,从流量和水位过程两方面说明水库对水阳江的水文影响,并采用IHA法计算分析了港口湾水库修建前后港口湾站和宣城站水文特征值的变化以说明港口湾水库对流量的影响,计算了水位脉冲的频率、大小、历时等水文参数以说明港口湾水库日调节对水阳江干支流水位过程的影响。结果表明,港口湾水库修建后,下游径流量年内分配更趋均匀;经港口湾水库的调节,河流的天然特征发生了改变,下游水位总体趋于稳定。     

二滩水电站运行后对雅砻江下游河流水文情势的影响分析

为评估二滩水电站运行后对下游雅砻江水文情势的影响程度,针对雅砻江下游小得石水文站1958～2012年期间逐日流量变化情况,采用变化范围法（RVA）求得水文变动指标（IHA）中33个水文参数的改变及水文改变程度。结果表明,二滩水电站运行后,其下游雅砻江月平均流量变化的改变不大,年最小流量的改变有所增加,年最大流量变化不大;年最大流量、年最小流量的出现时间均由建库前的30日左右增加到90日左右,偏差较大;年高低流量的频率升幅较大,但持续时间略微减少;涨水率有所上升;落水率有所下降。最终根据水文综合改变度评价雅砻江河流水文情势总体改变度为68.31%,这表明二滩水电站的运行对下游小得石水文站的水文情势的影响为高度改变。     

基于RVA法分析水库及支流入汇对黔江中游水文情势影响

以黔江中游为例,利用M-K及滑动T检验法得到受龙滩-柳江联合影响下黔江中游径流、柳江入汇流量突变点为2009年,确定仅受柳江入汇、龙滩水库影响下及受龙滩-柳江联合影响下黔江中游突变前后序列,基于RVA法得到三种序列情况下描述黔江水文情势特征的水文改变指标。结果表明,黔江中游水文情势在2009年发生了高度变化,是受龙滩水库调度蓄丰补枯的调节作用及支流柳江汇入的影响;柳江入汇流量与黔江中游水文情势变化程度呈反比关系,变异后因支流入汇缓解龙滩修建及运行后下游剧烈的径流演变,维持河道原有的形态功能,减轻了对黔江中游生态环境的影响。     

鄱阳湖水位对五河来水的时空响应研究

鄱阳湖水位受到长江干流和湖泊流域五河来水(五河分别为赣江、抚河、信江、饶河、修水)的共同影响，其中五河径流为鄱阳湖的主要来流。为探究五河来水变化对鄱阳湖水位的时空影响，结合数据驱动模拟与敏感性分析方法，定量研究了鄱阳湖水位与五河来水的响应关系。首先，结合PSO-GA算法和支持向量回归(SVR)技术建立了湖泊水位预测模型，模拟分析鄱阳湖水位与五河来水的时间响应关系；然后，基于此模型采用连续预测方法研究了鄱阳湖水位对五河来水响应的空间分布特征。结果表明，鄱阳湖水位对五河来水变化响应较强的时期在5～7月，尤以5月响应程度为甚；空间分布上，鄱阳湖湖区中部对五河来水变化的响应程度最高，以2010年5月为例，当五河来流增加40%时，都昌站水位一周内平均可抬高1.16 m,北部星子站、湖口站分别平均抬高1.15、1.03 m,南部棠荫站、康山站平均抬高0.97 m。结果明确了鄱阳湖水位对五河来水的时空响应特征，可为鄱阳湖水资源管理及流域优化调控提供科学依据。     

基于不同改进RVA法的水利工程对清江流域生态水文情势综合影响分析

科学评估水文情势是开展河流生态环境健康评价的重要组成部分。采用IHA指标定量评估了清江流域水利工程建设期和运行期高坝洲站的水文指标改变度,在分析5组不同IHA指标的变化规律的基础上,通过选用基于内梅罗指数法的RVA法、基于欧氏距离法的RVA法和考虑综合权重的RVA法三种不同的RVA法分析了清江流域整体水文情势改变情况。结果表明,工程建设期和综合利用期三种方法对清江流域水文情势分析结果分别为中度改变和高度改变,且清江流域水文情势改变度有增大趋势,考虑综合权重的RVA法评价结果与其他两种方法评价结果相近且具有合理性,能较好地体现清江流域水利工程建设后河流水文情势变化情况。     

基于支持向量机的鄱阳湖环湖区需水预测模型

基于三峡水库对鄱阳湖环湖区水文情势变化的重要影响,并针对鄱阳湖环湖区水生态环境为江西省经济发展的重要保障和支持,采用适合小样本训练的支持向量机(SVM)模型预测了鄱阳湖环湖区未来规划年的需水量,分别从核函数的选择、模型参数观察了误差曲线变化,最终寻求了适合本地区的SVM模型.预测结果表明,该模型可正确预测鄱阳湖环湖区的需水趋势,为实现该区的经济社会可持续性发展奠定了基础.     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

气候变化和人类活动干扰下万泉河流域水文情势变化特征分析

由于气候变化和人类活动的共同作用,众多河流的水文情势发生改变,因此分析环境变化的河流水文情势影响机理对河流保护有重要意义。基于万泉河加报站1957～2014年的日流量资料,通过Mann-Kendall和累积距平法诊断径流序列的突变点,将水文序列划分为两个时间序列,采用水文变化指标法(IHA)、变化范围法(RVA)和直方图匹配法(HMA)分析万泉河水文情势的改变度。结果表明,年径流序列1990年发生突变;变异后,径流特性发生改变,逆转次数显著增加,增幅为28.81%,RVA法的水文改变度DR值为89.85%,发生了高度变异,HMA法的水文改变度DH值为66.34%,表现为中度变异,会对生态系统稳定性带来威胁;流域内热带雨林破坏加剧,植被结构改变是导致河流水文情势变化的重要原因。研究结果可为水资源管理和生态保护提供参考。     

三峡水库运行初期长江城陵矶水沙变化规律分析

分析了三峡水库蓄水前后50年长江城陵矶-汉口河段年径流量、水沙含量的变化规律,指出三峡水库蓄水以来长江城陵矶汉口段处于微冲状态.分析结果表明,同流量条件下水位降幅较小,三峡水库调蓄作用导致汛后10、11月城陵矶水位下降,但出流流量基本变化不大;12月～次年3、5月城陵矶站月均水位无明显变化,4、6月有减小趋势.     

松花江佳木斯站径流变化规律及演变趋势分析

以松花江佳木斯站为例,基于1953~2007年径流时间序列资料,采用累积距平法、累积滤波器和Mann-Kendall秩次相关法等,分析计算了年径流丰枯期、阶段性、径流年内分配不均、集中度和集中期及年径流、月径流的长期演变趋势,获得了佳木斯站径流年际变化特征、规律及演变趋势,为深入研究黑龙江下游的水文情势、生态环境保护、界河开发提供了依据。     

基于生态水文指标的陈村水库日调节水流影响分析

水利工程日调节作用下河流日内水位、流量陡涨陡落,产生水流脉冲,导致河流生境条件与天然状况下迥异,可对河流生态系统健康造成影响。基于安徽省第一大水库陈村水库上下游水文站逐时水位资料,应用水流脉冲频率、历时、大小等生态水文评价指标对陈村水库的日调节影响进行逐月评价,获得了水库下游不同调峰流量、不同调峰历时的水流脉冲的各月分布特征。评价结果可定量反映水库日调节作用下泄非恒定流的水流特征以及河岸水陆生态交错带的淹没频率、历时及范围等年内分布特征。     

基于TOPSIS法的鄱阳湖水环境评价研究

为综合评价鄱阳湖水环境健康状况，从水质、水文、水生生物三方面建立定量评价指标体系。以层次分析法和变异系数法结合的综合赋权法确定指标的综合权重，运用TOPSIS法构建评价模型，结合指标权重确定评价对象得分。结果表明，鄱阳湖水环境健康状态存在季节变化特征，夏季水文、水生生物指标明显优于其他时段，因而水环境健康等级最高，属Ⅰ级，协调性较好；秋冬季水环境健康等级最差，属第Ⅲ级，其中水文条件为主要的影响指标。该研究可为鄱阳湖水环境保护与建设提供参考依据。     

基于变动范围法的宜昌站水文情势影响分析

为分析长江上游水利工程建设后水库群的联合运行对中下游的径流及生态环境的影响,基于宜昌水文站1946~2013年的日流量资料,运用Mann-kendall法对历年日平均流量进行突变性分析,将水文资料划分为1946~1980、1981~2002、2003~2013年三个时段;并采用变动范围法研究了葛洲坝、三峡大坝运行后水库群对宜昌站生态水文指标的影响。结果表明,1981~2002年水库群对水文情势的影响程度较小;2003~2013年水文情势变化程度整体上属于中度改变,较大程度地影响了河流生态系统,需采取必要措施降低对生态系统的威胁。研究成果可为水资源管理和生态保护工作提供指导。     

基于主成分分析法的玛纳斯河水文情势分析

为实施流域生态综合治理,基于玛纳斯河逐日径流、降雨及气温资料,采用M-K检验法、指标变化范围法(IHA-RVA法)及主成分分析法综合定量评价水文情势改变程度。结果表明,水文、气温、降雨量突变点分别为1996、1986、2005年;玛纳斯河整体水文改变度为62.36%,属于中度改变,其中12个指标发生高度改变;主成分分析法筛选得出的7个重要指标,经计算水文改变度为57.33%,属于中度改变,与IHA指标体系的水文改变度仅相差5.03%。分析表明,流域内气候及降雨的变化是导致河流水文情势变化的重要原因。     

不同因素对城陵矶水位变化贡献率的分析

为分析不同因素对城陵矶水位变化的贡献率,基于1955~2014年实测水文资料,利用Mann-kendall检验法、回归分析等方法分析城陵矶水位变化特征及其成因。结果表明,下荆江裁弯和葛洲坝的运行对城陵矶水位流量关系造成较大影响,同流量下城陵矶水位增幅明显,而三峡水库对城陵矶水位流量关系影响不大;1972~2002年水位流量出现"此消彼长"的现象,主要是因为干流顶托作用加强和断面逐年淤高对水位的抬高值大于因流量减小对水位的减小值所致;城陵矶水位于1967年发生突变,这与1967年中州子裁弯有一定联系,而四水入湖流量的减少是1977年流量发生突变的主要原因;通过构建模型,计算得出下荆江裁弯、葛洲坝和三峡水库的运行在各自所在时期对城陵矶水位变化的贡献率分别为50.3%、50.5%、56.8%。     

感潮河道分流比研究

通过分析澡港河及老澡港河东支的现状水文情势,研究影响感潮河道分流比变化的主要水文因素。通过对澡港河开展不同潮流期的水文测验,结合圣维南方程组在感潮河道水文测验中的应用,进行水位、流量及潮量的计算,分析得出澡港河及其东支分流比的变化规律,两河分流比:大潮汛期7:3;小潮汛期5:5。从而为进一步开展引江济太工程的水资源调度、合理规划水利枢纽工程的建设、城市防洪及水环境容量等水文分析计算打下良好的基础。     

岷江流域径流变化及成因分析

针对水利工程建设运行造成岷江流域径流情势变化等问题,定量分析岷江流域径流情势变化,运用Mann-Kendall法、累积距平法、滑动T检验法分析了径流量与降水量特征;考虑水利工程建设对突变前后水文指标进行割裂,选择生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评价岷江水文情势变化;基于6种Budyko假设公式,量化分析气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,1956～2017年岷江流域径流量呈明显下降趋势,并在1993年前后发生突变;整体径流情势改变度为45%(呈中度改变),整体降水改变度为37%(呈中度改变);降水量及潜在蒸散发量在同期内呈下降趋势,但整体变化趋势不显著;人类活动是影响岷江流域径流情势变化的主导因素。