北洛河流域分期径流变异诊断及成因分析

采用Mann-Kendall变异诊断法和有序聚类法,诊断了北洛河流域枯汛交替期、汛期、汛枯交替期、枯期等分期径流系列变异点并划分了变异等级,采用基于SIMHYD模型的径流还原方法,计算并区分气候变化和人类活动对分期径流变异的贡献率。结果表明:各分期径流变异等级从0级无变异到4级较强变异,排除0级的无变异点,各时期均发生了变异;径流变异程度与径流量有关,径流量较大时期(汛期、汛枯交替期)的变异等级低,径流量小的时期(枯汛交替期、枯期)变异等级高,径流量最小的枯期为4级较强变异;人类活动对枯汛交替期径流变异的贡献率较大,人类活动是主要驱动力;其余3个时期气候变化的贡献率较大,气候变化是主要驱动力。     

径流序列变异诊断的近似熵与样本熵法对比研究——以新疆叶尔羌河为例

识别并诊断径流序列的变异点,是进行径流序列重构与一致性再建立的关键环节,对于认识水文机理、应对径流变化具有重要价值。选取1957-2016年叶尔羌河出山口卡群水文站实测日径流量数据,采用传统MannKendall突变检验法识别突变点,采用样本熵和近似熵法诊断序列的变异点并进行方法对比。结果表明:采用传统的突变检验方法 Mann-Kendall法进行突变点识别时,出现了多个虚假变异点,无法准确断定突变年份;采用近似熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1959、1987和2004年3个变异点,采用样本熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1987和2004年两个变异点。通过两种方法的对比分析发现,在同一维度下,样本熵较近似熵能更好地反映径流量序列的波动情况,并且样本熵具有更好的灵敏度。卡群站以上为高山分布区,人为干扰较小,自然因素成为影响研究区径流变化的主要因素。     

基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法--以跳跃变异为例

由于气候系统变化和高强度人类活动的影响,天然年径流序列失去了一致性。为了适应变化环境对工程水文分析计算的新要求,本文以跳跃变异为例提出了基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法:首先,采用水文变异诊断系统对不同时间尺度径流序列进行年际和年内分配情势变异分析;其次,根据年际变异和年内分配情势变异的时间点,将径流序列分段;再次,基于径流年际变异诊断结果,采用变化环境下非一致性水文频率计算方法计算不同时间尺度径流量变异前后过去不同保证率下的设计值;最后,基于径流年内分配变异诊断结果,在径流年内分配变异前后利用极值同频率法进行年径流过程设计。以东江岭下站为例,进行了非一致性年径流过程设计,并与未考虑"非一致性"影响的年径流过程设计结果进行了比较,发现岭下站设计年径流过程受"非一致性"影响显著,该结果可为东江流域水利工程的规划设计提供参考和依据。     

渭河生态水文特征变化研究

随着河流开发利用程度的提高,河流的水文情势发生了很大的变化,生态系统受到威胁,保护和修复河流生态成为关注的焦点。本文在收集渭河林家村站、咸阳站和华县站长系列的实测日径流序列的基础上,采用滑动平均法和Mann-kendall检验法判断并检验年径流序列的变化趋势,采用有序聚类分析法、Pettitt法、秩和检验法和Mann-whitney检验法4种方法综合诊断并确定年径流序列的变异点。以跳跃显著的年份为界,将水文序列划分为变化前后两个水文变动序列,基于水文变异指标(IHA指标),应用变动范围法(RVA法),计算渭河中下游生态水文目标,研究生态水文特征的变异度。结果表明:渭河林家村站、咸阳站和华县站年平均流量均有显著下降趋势,最可能变异点分别为1990、1990和1993年,生态水文指标的整体改变度分别为70.61%,74.25%,73.05%,均为高度改变。研究结果可为渭河流域综合规划和生态治理提供科学合理的依据。     

基于分形理论的区域水文要素时空变异特征分析研究

本文采用分形理论对辽宁西部某区域水文要素时空变异特征进行定量化分析。研究结果表明:区域的降水要素时间变异指数,变化趋势较弱;径流要素时间变异指数变异度小于降水要素,变化总体呈现弱上升趋势;区域降水在不同分形维数下变异指数高值区域主要集中在区域的南部,降水要素变异度空间总体呈现南大北小的分布,径流要素变异指数高值区域主要集中在区域西部,径流要素变异度空间总体呈现西大北小的分布。研究成果对于区域水文要素时空变异特征定量化分析提高参考。     

流域水文变异综合诊断检测分析

受环境变化和人类活动因素影响,近年来渭河流域水文生态发生较为明显的变化,已严重影响到生态及社会经济的可持续发展。文章基于渭河流域水文气象条件,综合不同诊断模块及可行的前后置程序,探索水文变异诊断过程,根据水文变异点及变异前后情况提出相应的处理方案,成果对流域水文变异诊断具有一定的指导价值。     

水文序列变异对水库调度运行的影响研究

以安康水库为研究对象,探讨水文序列变异对水库调度运行结果的影响。利用Mann-Kendall秩次检验法、有序聚类和累积距平3种方法诊断1950-2014年安康入库径流序列,并确定变异点;同时,建立发电量最大模型,利用遗传算法优化求解变异前、后径流序列的调度结果。结果表明:安康水库入库径流在1984年处发生变异,变异后序列径流呈现减小的趋势;对比变异前,电站在变异后运行过程中多年平均发电量和整体运行水位都呈现降低的趋势,桃汛期内水库水位是上升的趋势。该研究在水电站设计、水库运行等方面具有重要的应用价值。     

长江中下游径流情势演变及其归因分析

长江上中游大型水利工程的修建,对长江中下游的水文情势产生了较大的影响.针对目前径流情势演变研究中,单一变异分析方法存在检验结果不合理、不一致等情况.采用水文变异诊断系统,对宜昌、汉口、大通水文站的实测径流进行变异识别与变异时段划分,得出长江中下游径流情势的演变特征;并采用基于降雨径流关系的归因分析方法,从气候变化和人类...     

渭河流域水文均值变异的诊断分析

随着气候变化和人类活动的双重影响,自然环境的不断变化造成水文环境的相应改变,水文序列的非线性和复杂性也愈发的明显。文章基于水文变异诊断体系特点,结合流域要素展开水文变异的诊断分析,通过均值变异诊断分析渭河流域水文系统的变异特性和驱动方式,同时对于计算成果的二次验证说明该研究方法的适宜合理性。     

渭河流域径流序列变异检测与成因分析

针对水文时间序列的非线性和非平稳性,采用Hilbert-Huang变换对渭河林家村水文站1960—2000年的年径流序列进行变异检测;同时对影响渭河流域径流变化的因素进行分析。首先通过EMD对原始径流序列进行分解,得到不同分量的固有模态函数和残余趋势成分。对EMD高频分量求一阶微分,取其模值,模值最大的点即径流时间序列的变异点。经过分析可知,渭河流域林家村站存在3个变异点,分别为1972年、1982年和1994年。结果表明:对于变化环境下高度复杂、非线性的径流时间序列,采用Hilbert-Huang变换方法能够准确有效地诊断时间序列的变异点,并有效揭示径流序列在不同阶段的动力学结构特征。